以鋰離子電池為代表的電池型器件及以超級(jí)電容器為代表的電容型器件是目前兩類重要的電化學(xué)儲(chǔ)能器件。

電化學(xué)儲(chǔ)能是電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的過程，涉及到電解質(zhì)離子的擴(kuò)散遷移、吸脫附等動(dòng)力學(xué)因素過程。在典型的電化學(xué)電極中，離子在材料體相插入/脫嵌（比如在電池中）或在表面吸附/脫附（比如在電化學(xué)電容器中）。碳材料是一類不可多得的可以高效存儲(chǔ)離子的宿主材料，更突出的是，碳材料中的離子通道（Ionic channels），不僅提供了快速的離子輸運(yùn)路徑，而且可以使電解液浸潤(rùn)更多的孔道、碳層，是碳電極中能量傳導(dǎo)的“血管”。構(gòu)建并探究離子通道的物理化學(xué)性質(zhì)是一個(gè)古老而又具有重要意義的話題。

近期，《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表了由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)朱彥武課題組聯(lián)合法國(guó)圖盧茲第三大學(xué)Patrice Simon教授撰寫的綜述文章：Designing Ionic Channels in Novel Carbons for Electrochemical Energy Storage。該綜述從碳材料中離子通道的制備策略和儲(chǔ)能應(yīng)用的最新研究進(jìn)展入手，重點(diǎn)分析了離子通道與碳材料儲(chǔ)能特性（主要包括鋰/鈉離子電池和超級(jí)電容器）的關(guān)聯(lián)關(guān)系；深入地討論了影響碳孔道內(nèi)的離子響應(yīng)動(dòng)力學(xué)因素，包括尺寸和表面化學(xué)的本構(gòu)效應(yīng)。最后作者提出：作為一種相對(duì)簡(jiǎn)單的二維離子通道模型，層狀的石墨烯為研究離子在受限空間中的吸附/傳輸特性提供了新的思路。該綜述還總結(jié)了該領(lǐng)域尚未解決的挑戰(zhàn)并展望了可能的未來發(fā)展方向。

原標(biāo)題:綜述：離子通道對(duì)碳材料儲(chǔ)能性能的影響