傳統(tǒng)的超級電容器由于能量密度較低應用受限，為提高其容量和能量密度，金屬氧化物和電化學活性的有機材料等通過氧化還原反應貢獻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、結構多樣性、柔性等優(yōu)點引起研究人員的關注，但同時其低導電性使其在循環(huán)過程中容量衰減嚴重，解決上述導電性和循環(huán)穩(wěn)定性的一個途徑就是將其與導電納米材料復合。

在該思路的指引下，美國德雷塞爾大學的YuryGogotsi等利用簡單水熱法將電化學活性有機物DMQ（2,5-二甲基-1,4-苯醌）與rGO（還原氧化石墨烯）復合，得到DMQ@rGO干凝膠，前者發(fā)生快速可逆的氧化還原反應貢獻贗電容，后者提供導電網(wǎng)絡并阻止前者的結構破壞，使復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650F/g，體積比容量可達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，作者進一步采用密度泛函理論（DFT）計算。結果表明，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，導致其更長的循環(huán)壽命。

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