近期，太原理工大学材料科学与工程学院-新碳院刘旭光教授团队首次在单峰超微孔碳上实现了Keggin型POM分子的精准限域，并彻底激活了POM分子固有的多电子氧化还原活性。该策略还展示出一定的普适性，可同时激活其它的Keggin型POM分子，应用于固态超电，显示出极高的能量和功率密度。

材料制备流程如图1所示。

图1. micro PC-POM制备示意图

多金属氧酸盐(Polyoxometalates，POMs)是由前过渡金属离子通过氧连接而形成的一类多金属氧簇化合物，由于其结构多样和组分可调，且具有多电子氧化还原特性而被认为是非常有吸引力的储能材料。其中，分子尺寸为~1 nm的Keggin型POM研究的较为广泛。不过，完全氧化的POM限制了氧化还原中心的电荷流，其高的溶解度和易聚集等均导致不利于其性能的发挥。为了应对这一挑战，课题组首次实现了单峰超微孔多孔碳(micro-PC)中单个Keggin型POM分子的精确限域。这种精确的单分子限域带来了从micro-PC到POM最多的电子转移，从而很好地稳定了被限域的单分子POM，并首次激活了其固有的多电子氧化还原活性。实验、光谱学和理论计算均表明，被限域的POM分子的氧化还原活性和电子接受特性与超微孔孔径呈现一定的规律性。同时，单分子分散的POM被稳定地限制在micro-PC “笼”中，在约11.4 wt%的超低负载下表现出前所未有的大负电位稳定性和多峰氧化还原活性(图2)。

    这一成果发表在国际期刊Energy & Environmental Materials (影响因子15.02) ，我院杨素硕士研究生为该工作的第一作者，课题组的王美玲副教授和团队刘旭光教授为文章的共同通讯作者。

该研究得到了国家自然基金（青年和面上项目）的支持。