《稀有金属（英文版）》2022年第11期刊载由济南大学材料科学与工程学院的原长洲教授课题组完成的题为《低软化点煤沥青制备的多孔碳纳米纤维用于全碳钾离子混合电容器》的文章，采用静电纺丝技术制备了由低软化点煤沥青衍生的多孔碳纳米纤维（PCNF）及活化多孔碳纳米纤维（aPCNF），两种碳纳米纤维分别作为钾离子混合电容器的正极和负极材料实现了钾离子的快速存储。
金属离子(Li+、Na+、K+等)混合电容器作为一种新兴的电化学储能系统，结合了离子电池和超级电容器的优点，有望满足中、大规模储能的需求。钾离子混合电容器（PIHC）具有高能量/功率密度、钾资源丰富、成本低廉等优点，在大中型储能系统中具有广阔的应用前景。然而，由大尺寸K+产生的电池型负极的缓慢动力学导致两个电极之间动力学不匹配，使得PIHC的能量密度较低。
原长洲课题组首次采用静电纺丝技术，以HNO3预氧化低软化点煤沥青为低成本原料成功合成纤维状前驱体。通过进一步碳化或KOH活化，制备了两种类型的碳纳米纤维(CNF)，分别作为负极和正极材料，用于双碳PIHC器件。由于其三维互联的多孔导电网络和较大的层间距，所制备的CNF负极材料具有较高的可逆容量、优良的倍率和长循环稳定性。活化后的CNF正极具有2169 m2·g‒1的大比表面积，表现出优异的电容性能。由两种纤维电极构建的PIHC在200.0 W·kg‒1时的能量密度为110.0 Wh·g‒1，在1.0 A·g‒1下循环10,000次后的电容保持率为83.5%。这为先进的双碳PIHC提供了一个具有成本效益的途径和平台。采用硝酸预氧化低软化点煤沥青为原料制备了碳纤维，解决了纤维前驱体熔化的问题。衍生的PCNF具有许多优异的特性，多通道结构有利于电解液的浸润以及提供更多的储钾活性位点，石墨微晶存在的三维多孔导电网络显著提升了离子/电子传输，以赝电容为主导的储钾方式提供了快速的反应动力学。衍生的同源aPCNF大的比表面积和丰富的缺陷程度，使其具有优异的阴离子吸附性能。基于两者构建的钾离子混合电容器具有高能量/功率密度（110.0 Wh·kg‒1/10000 W·kg‒1）和长循环寿命（10000次循环）。
《稀有金属（英文版）》，由中国科学技术协会主管。报道内容涵盖稀有金属和有色金属选矿、冶炼、合金加工、材料研制和理化分析测试等方面的科研成果以及稀有金属在新材料中的应用。《稀有金属（英文版）》是中国科技期刊卓越行动计划、中国科技期刊国际影响力提升计划、第六届中国科协优秀科技论文遴选计划入选期刊。
