近日，我院高亚辉副教授在能源存储领域权威期刊《Journal of Energy Storage》上发表题为“Covalent Mn−O−C bonding enabled robust manganese oxide/N, O-codoped porous carbon heterostructures for 2.2 V high-performance ammonium-ion hybrid supercapacitors”的研究成果。研究团队在热熔融-碳化两步工艺制备氮氧共掺杂多孔碳的基础上，进一步采用温和氧化和热还原策略构筑了共价Mn−O−C键合的锰氧化物/氮氧共掺杂多孔碳异质结复合材料。采用XANES、XPS和FTIR表征手段证实了存在共价Mn-O-C键及稳定的界面结构。DFT计算验证了增强的离子扩散动力学和优异的NH₄⁺吸附能力。非原位分析揭示了MnO_x演变过程中的固溶体相变路径，实现了可逆的NH₄⁺插层/脱出及动态氢键作用，协同增强了电荷转移动力学和异质结构稳定性。得益于结构的协同作用，MnO_x/NOPC电极展现出优异的电化学性能，其中在1 A g⁻¹电流密度下，比电容达762.8 F g⁻¹，10,000次循环后容量保持率达84.8%。组装的铵离子混合电容器器件的工作电压可扩展至2.2 V，在1100 W kg⁻¹功率密度下，能量密度达到59.9 Wh kg⁻¹。该研究成功实现了高性能铵离子混合超级电容器的开发，为新一代绿色安全储能技术提供了全新思路。

图1. 采用氧化和热还原策略制备MnO_x/NOPC示意图

图2. NH₄⁺与Mn₃O₄和MnO间作用的吸附能

高亚辉博士为该文第一作者和通讯作者，合作单位为上海交通大学化工学院谭慧君博士，我院青年教师许艳杰、苗亚磊和杨欣欣博士等为共同作者。该研究得到了河南省科技攻关项目(242102231001)的经费资助。

（文、图/高亚辉，一审/杨瑞先，二审/张克胜，三审/张荣） 

注：《Journal of Energy Storage》是爱思唯尔旗下能源存储领域的国际权威期刊，位列新锐二区TOP，影响因子9.8。

论文信息：Gao Y H*, Chen H J*，Tan H J *, et al. Covalent Mn−O−C bonding enabled robust manganese oxide/N, O-codoped porous carbon heterostructures for 2.2 V high-performance ammonium-ion hybrid supercapacitors. Journal of Energy Storage, 173 (2026) 123078, DOI: 10.1016/j.est.2026.123078