有很多關於放棄碳作為能源的研究，但是如果我們充分利用我們使用的碳呢？
碳作為能源的重要性不容忽視。 不幸的是，對這些碳基材料的依賴已被證明對環境是災難性的，尤其是在全球消費方面。 因此，必須研究替代方法。 上層建築碳 （SCC） 是一種以更有效和“綠色”的方式使用碳的可能方式，它可以超過目前在儲能和轉換裝置中發現的標準材料的效能和壽命。 新手指導計畫
研究人員最近在《能源材料與器件》雜誌上發表了研究結果。
SCCS在結構和效能以及整體概念方面都是多方面的。 首先，它們確實是碳。 雖然這似乎不是減少整體碳依賴的一步，但它是一種更有意識的方法，使用具有更直接功能的碳，可以帶來更好的效能和功能。
“這種獨特的材料滿足了高效能裝置的特殊功能需求，超越了傳統碳材料的剛性結構，”該研究的研究員兼作者Kong Debin說。 ”
SSC是碳基材料，可以精確地構建與其介面的材料，無論是鋰離子電池、硫化鋰電池還是金屬空氣電池。
為了成功開發和實施，研究人員提出了這些 SCC 的三個主要特徵：精確定製的孔隙、可自由調節的框架和高度耦合的介面。
與傳統的碳材料相比，具有精心設計的孔隙結構的材料在表面利用和傳質方面具有無與倫比的優勢。 在儲能器件中，如電池，多孔碳作為活性材料的一部分的比容量已顯著增加。 比容量，如材料的功率傳輸容量，是根據每克材料的電荷傳輸來衡量的，是評估材料效能的關鍵指標。 可自由調節的框架結構，就像材料的脈衝一樣，為材料內部的工作流程提供恆定的動力流，包括碳單元和電極之間的快速電子轉移。 它與心臟對人體一樣重要，是維持系統有效運作的核心。
高度耦合的介面作為電子轉移的通道，使電化學反應發生得更順暢，避免聚集或奈米顆粒團簇的形成。 該介面的優化對於提高電池的整體功能和效能起著至關重要的作用。 孔先生總結道：“SSCS的概念就像一盞照亮黑夜的燈，為我們提供了解決當前碳問題的新途徑。 這對未來先進碳及其相關高效能能源裝備的實際應用具有重要意義。 “研究人員的目標不僅是通過這次綜述提高碳基活性材料的效能，而且是通過不斷的探索創造碳結構的新高度。 
效能上的突破是他們追求的終極目標，他們希望通過打破能量轉換和儲存效能的瓶頸來突破技術的界限。 然而，隨著研究的深入，他們也明白，前方的道路並不總是一帆風順的，總會有困難和挑戰要面對。 他們很清楚不同的裝置有自己獨特的需求。 鋰、鋰硫和金屬空氣電池與SCCS的關係，要求他們進行深入研究，以確保其適用性和相容性。 此外，他們還需要對 SCCS 的成本和效能進行全面評估，然後才能成為實用且廣泛的解決方案。 改進製備工藝和前體、降低成本和簡化生產是他們需要解決的下乙個問題。 同時，他們需要進一步了解碳微觀結構的整體理解及其基於所用碳前驅體的結構演變，這對於他們研究和優化SCCs的效能至關重要。 參考文獻： 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.
清華大學深圳吉姆石墨烯中心和功能化碳材料工程實驗室的孔德斌、呂偉、何豔兵、康飛宇，中國石油大學新能源學院孔德斌，中山大學材料科學研究所劉如亮、吳丁才、傅若文，中國科學院瀋陽材料科學國家實驗室李峰， 和天津大學化學工程與技術學院Nano Yang團隊的Quanhong Yang都為這項研究做出了貢獻。
本研究得到了國家基礎研究發展計畫、國家自然科學計畫和山東省泰山學者計畫的支援。