超级电容器是一种新兴的二次电源，具有传统蓄电池难以企及的高功率密度、长循环寿命和低维护成本等优势。自上世纪五十年代以来，超级电容器的研发和应用已被迅速推广，其在我国储量丰富的风能并网等方面具有重要的应用前景，纯超级电容器电动车也逐渐成为发展的潮流。超级电容器的研究应用，对广东省在新能源利用、动力电源和电子领域等也具有非常重要的作用。根据其性能决定因素电极材料的不同，超级电容器主要分为三种：

（1）电化学双电层电容器

双电层电容器主要采用碳基材料作为电极，基于双电层理论储存和释放能量，具有功率密度高（可达10³W/kg）和循环寿命长（10⁵次以上）的优势，已被广泛应用于生产、生活的各个方面。但是碳基电容器的能量密度不高，且性能受孔径尺寸、石墨化程度、表面基团等因素的影响，要得到高的电容量还面临很大的挑战。对碳材料的控制合成和表面改性以及小于1 nm的微孔的储能过程的研究，将对该领域的发展具有重要的作用。

（2）金属氧化物赝电容器

金属氧化物因在储能过程可发生快速可逆的法拉第反应而储能，比双电层电容器的电容量高一个数量级，理论比电容可达1000 F/g以上，能量密度与锂电池接近。性能最优异的氧化钌赝电容器已被应用于军事航天等领域，但其价格昂贵，难以得到推广。寻找贵金属氧化钌的替代材料成为目前该领域研究的热点，同时克服储能过程中晶格结构的不可逆变化、探索其储能机制、提高赝电容器的性能对电容器应用领域的拓宽至关重要。

（3）混合型超级电容器

使用高导电性的碳基材料、复合具有高比电容的金属氧化物材料、制备混合型的超级电容器，可以同时结合高功率密度和高能量密度的优势，得到更高性能的低成本电容器。但高性能的材料设计还需要大量的研究工作。华南理工大学具有先进的材料合成和性能表征平台，以及成熟的原位测量技术和手段。