东北大学秦皇岛分校电纺先锋项目团队改进静电纺丝技术，首创了小直径，表面多孔的纤维状Fe/Zn-N-C电极材料，其在超级电容器的应用中展现了优异的电容性能和稳定性。
面对能源危机与环境污染的双重挑战，各国政府正通过一系列政策推动超级电容器行业的发展。基于此，电纺先锋项目团队潜心钻研，反复试验，设计出了高性能的新型超级电容器，从而解决了超级电容器成本高、储能容量小、稳定性差等瓶颈问题。团队革新静电纺丝关键技术，改进制备方法，并在纺丝液中创造性地添加某化学成分，缩小材料的直径，进一步增大比表面积，形成多孔形貌，显著提高电容性能。最终，项目团队成功制备出比表面积1075.39 m2·g-1的Fe/Zn-N-C电极材料，其在1 A·g-1时的比电容高达332 F·g-1。
团队成员进行静电纺丝过程图
传统静电纺丝技术制备Fe-N-C时需要辅助手段实现原子分散，比如涂覆SiO2保护层，这增加了HF的清洗步骤，导致制备方法繁琐复杂。团队创新引入Zn源，有效防止Fe原子团聚，使工艺更简单，同时高温加热蒸发Zn形成多孔形貌，提高了超级电容器的储能量。团队选用碳基掺杂材料做电极，与铂、石墨烯等电极材料相比，成本大大降低。通过技术创新，团队研发出的低成本Fe/Zn-N-C电极材料呈现出优异的电容性能，一箭双雕。
电极材料电容性能测试图
团队项目通过东秦大学生创新创业训练计划项目立项，并不断推进，通过了山东省省级国内外科技查新，并查新出数个创新点。利用Fe/Zn-N-C电极材料，制作储能量大，稳定性好，充放电速度快的超级电容器组装在车顶，并装入锌空气电池，以方便进行连接充电，为公交车提供电能，提高能效。其还有望应用于风能、太阳能发电系统的平滑输出与储能支持，为工业设备提供备用电源与额外功率，实现可穿戴电子设备的快速充放电等，能有效突破能源危机与环境污染困境，节能低碳，环境友好。
2032纽扣式对称超级电容器产品展示图
随着电动汽车和便携式电子设备市场的快速扩张，“降低成本，提高能效”是推动超级电容器的商业化进程的关键。国家出台的一系列政策，也为超级电容器市场迎来新的机遇。电纺先锋项目团队充分发挥Fe/Zn-N-C电极材料的性能优势，助推解决能源问题，减少环境污染。团队指导老师表示，能源产品在实验室研发向市场应用转变的过程中，要充分发掘量产推广的潜能，激发可观的经济环保效益，以实现产品在未来节能环保型市场中的成功立足和持续发展。
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