有很多关于放弃碳作为能源的研究，但是如果我们充分利用我们使用的碳呢？
碳作为能源的重要性不容忽视。 不幸的是，对这些碳基材料的依赖已被证明对环境是灾难性的，尤其是在全球消费方面。 因此，必须研究替代方法。 上层建筑碳 （SCC） 是一种以更有效和“绿色”的方式使用碳的可能方式，它可以超过目前在储能和转换设备中发现的标准材料的性能和寿命。 新手指导计划
研究人员最近在《能源材料与器件》杂志上发表了研究结果。
SCCS在结构和性能以及整体概念方面都是多方面的。 首先，它们确实是碳。 虽然这似乎不是减少整体碳依赖的一步，但它是一种更有意识的方法，使用具有更直接功能的碳，可以带来更好的性能和功能。
“这种独特的材料满足了高性能设备的特殊功能需求，超越了传统碳材料的刚性结构，”该研究的研究员兼作者Kong Debin说。 ”
SSC是碳基材料，可以精确地构建与其接口的材料，无论是锂离子电池、硫化锂电池还是金属空气电池。
为了成功开发和实施，研究人员提出了这些 SCC 的三个主要特征：精确定制的孔隙、可自由调节的框架和高度耦合的界面。
与传统的碳材料相比，具有精心设计的孔隙结构的材料在表面利用和传质方面具有无与伦比的优势。 在储能器件中，如电池，多孔碳作为活性材料的一部分的比容量已显着增加。 比容量，如材料的功率传输容量，是根据每克材料的电荷传输来衡量的，是评估材料性能的关键指标。 可自由调节的框架结构，就像材料的脉冲一样，为材料内部的工作流程提供恒定的动力流，包括碳单元和电极之间的快速电子转移。 它与心脏对人体一样重要，是维持系统有效运作的核心。
高度耦合的界面作为电子转移的通道，使电化学反应发生得更顺畅，避免聚集或纳米颗粒团簇的形成。 该接口的优化对于提高电池的整体功能和性能起着至关重要的作用。 孔先生总结道：“SSCS的概念就像一盏照亮黑夜的灯，为我们提供了解决当前碳问题的新途径。 这对未来先进碳及其相关高性能能源装备的实际应用具有重要意义。 “研究人员的目标不仅是通过这次综述提高碳基活性材料的性能，而且是通过不断的探索创造碳结构的新高度。 
性能上的突破是他们追求的终极目标，他们希望通过打破能量转换和存储性能的瓶颈来突破技术的界限。 然而，随着研究的深入，他们也明白，前方的道路并不总是一帆风顺的，总会有困难和挑战要面对。 他们很清楚不同的设备有自己独特的需求。 锂、锂硫和金属空气电池与SCCS的关系，要求他们进行深入研究，以确保其适用性和兼容性。 此外，他们还需要对 SCCS 的成本和性能进行全面评估，然后才能成为实用且广泛的解决方案。 改进制备工艺和前体、降低成本和简化生产是他们需要解决的下一个问题。 同时，他们需要进一步了解碳微观结构的整体理解及其基于所用碳前驱体的结构演变，这对于他们研究和优化SCCs的性能至关重要。 参考文献： Debin Kong， Wei Lü， Ruliang Liu， Yanbing He， Dingcai Wu， Feng Li， Ruowen Fu， Quanhong Yang， and Feiyu Kang， Superstructured Carbon Materials： Design and Energy Applications， Energy， Materials and Devices.
清华大学深圳吉姆石墨烯中心和功能化碳材料工程实验室的孔德斌、吕伟、何艳兵、康飞宇，中国石油大学新能源学院孔德斌，中山大学材料科学研究所刘如亮、吴丁才、傅若文，中国科学院沈阳材料科学国家实验室李峰， 和天津大学化学工程与技术学院Nano Yang团队的Quanhong Yang都为这项研究做出了贡献。
本研究得到了国家基础研究发展计划、国家自然科学计划和山东省泰山学者计划的支持。