傳統(tǒng)的超級電容器由于能量密度較低應(yīng)用受限，為提高其容量和能量密度，金屬氧化物和電化學(xué)活性的有機材料等通過氧化還原反應(yīng)貢獻(xiàn)贗電容的材料用于超級電容器中。有機物由于其豐富的資源、低成本、結(jié)構(gòu)多樣性、柔性等優(yōu)點引起研究人員的關(guān)注，但同時其低導(dǎo)電性使其在循環(huán)過程中容量衰減嚴(yán)重，解決上述導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性的一個途徑就是將其與導(dǎo)電納米材料復(fù)合。

在該思路的指引下，美國德雷塞爾大學(xué)的YuryGogotsi等利用簡單水熱法將電化學(xué)活性有機物DMQ（2,5-二甲基-1,4-苯醌）與rGO（還原氧化石墨烯）復(fù)合，得到DMQ@rGO干凝膠，前者發(fā)生快速可逆的氧化還原反應(yīng)貢獻(xiàn)贗電容，后者提供導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)并阻止前者的結(jié)構(gòu)破壞，使復(fù)合材料具有高比容量和優(yōu)異循環(huán)性能——在5mV/s的掃速下，比容量可達(dá)650F/g，體積比容量可達(dá)780F/cm3，更重要的是其25000次循環(huán)之后依然有99%的容量保持率。

為理解電荷儲存機理、表面吸附分子的擇優(yōu)取向、電荷密度分布等，作者進(jìn)一步采用密度泛函理論（DFT）計算。結(jié)果表明，電荷存儲機理是π-π堆疊作用，與其對照組HQ（氫醌）相比，DMQ在石墨烯表面的結(jié)合能更高（-1.36eV，HQ為-1.01eV），而且由于甲基基團的存在，使得DMQ在石墨烯表面展示出更大的電荷分布，阻礙了DMQ的寄生反應(yīng)，導(dǎo)致其更長的循環(huán)壽命。

理論計算與實驗驗證相結(jié)合，表明對導(dǎo)電基底、電化學(xué)活性分子、電極結(jié)構(gòu)和合理選擇是實現(xiàn)高容量和長循環(huán)壽命的關(guān)鍵因素。例如本文中的DMQ分子，2,5位置的甲基基團的位阻礙效應(yīng)使其能夠穩(wěn)定存在，或許有一天可以大規(guī)模商用。