超级电容器，亦称“电化学电容器”，是一种能够快速储存与释放电能的储能装置。其充电时间极短，仅需几十秒甚至几毫秒，且能实现大电流的快速充放电。
尽管超级电容有诸多优势，其亦存在一些不足。相较于主流电池，其成本较高。面临峰值功率密度低（最高30kw/kg）、能量密度低（约10wh/kg）以及工作电压低（小于3V）的挑战。这些挑战主要源于其电极材料和电解质的局限，无法承受高压。
层面亦对超级电容器的相关研究给予了支持。科技部已将“基于超级电容器的大容量储能体系及应用”列入重点基础研究发展规划。针对上述挑战，开发新型的高工作电压兼容电极材料和电解质显得尤为重要。
近期，麻省理工学院（MIT）的研发团队实现了一项重大突破。他们成功研发出一种名为Ni₃BHT的无孔金属有机聚合物，作为新型电极材料，极大地提高了超级电容器的能量密度，达到了100%的提升。此举不仅解决了超级电容器电化学稳定性问题，也为探索高性能超级电容器提供了重要借鉴。
该研究成果由北京大学材料科学与工程学院的窦锦虎博士领衔的团队在博士后研究中取得。他表示，这一材料资源为探索非传统高比能电容器提供了重要支持。
此技术不仅在基础研究领域取得成果，更被直接应用于兰博基尼超级跑车SianFKP 37中。MIT与兰博基尼共同开发了这项技术，并在2019年申请了相关专利。Sian是兰博基尼首款采用超级电容器作为混合动力系统的超跑车型，全球限量仅售63辆。
SianFKP 37因搭载了这种超级电容器而成为兰博基尼“历史最快”的超级跑车，其最大功率达到819马力，0至100公里加速时间仅需2.8秒，最高速度超过350公里/小时。
过去，活性炭、石墨烯等多孔碳材料以及技术氧化物导电材料被广泛用于超级电容器的电极。它们仍存在导电率低、比表面积小及离子导电率低等问题。针对这些问题，研发人员一直在寻找新型材料来改进超级电容器的性能。
导电MOF材料作为一种新型固体材料，近年来受到广泛关注。其通常具有大比表面积和良好导电性，是生产高性能超级电容器的天然“理想选择”。
在《双维无孔配位聚合物中的双离子插入和高体积电容》等论文中，MIT团队详细介绍了他们关于无孔导电二维配位聚合物的研究成果。这种材料基于插层的赝电容储锂机制，其电导率、电容及电压窗口等关键指标均表现优异。
窦锦虎认为，这种材料的独特电子性能不仅在信息技术、能源材料和生物传感等领域具有广泛的应用前景，而且在兰博基尼的超级跑车中也得到了实际的应用验证。他表示，该技术在兰博基尼的成功应用意味着实验室成果开始走向市场。
未来，该技术的研究将主要聚焦在电解液和耐高压的电极材料上，以提高电导率并突破4.5V至5V的电压窗口瓶颈。这一研究约历时三年半，得益于产学研的紧作以及兰博基尼与MIT的技术研发无缝对接。
超级电容器因其快速充放电、高功率密度、长寿命和安全系数高等诸多优势而拥有广泛的应用场景。除了应用于高性能跑车外，还可作为辅助能量与电池或其他储能的发电技术结合，回收制动能量，作为短时应急电源等。
目前，在超级电容器领域市场处于发展初期，虽然面临技术壁垒和外国企业的技术等问题，但随着相关的支持以及高校与科研院所的联合技术攻关，相信未来在此领域将取得更多突破。
窦锦虎具有交叉学科的学习背景，这为他的科研工作带来了独特的思路优势。他期待更多有志之士加入他们的研究团队，共同为解决信息与能源材料领域的重大基础问题贡献力量。
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