中原工学院贾少培/河南科技大学穆云超课题组报道了采用蛋白质为前驱体，混合粒径（20和40纳米）的MgO为模板制备了氮掺杂多级多孔碳（NMPC），作为锌离子混合超级电容器的正极材料， NMPC由于其独特的多层次贯穿孔隙结构和氮掺杂，表现出高能量密度和高倍率性能。

迄今为止，基于碳材料的超级电容器已经得到了广泛的研究并初步实现了商业化。它们卓越的功率和循环寿命超越了其他储能设备，使得超级电容器成为能源存储设备领域的重要研究焦点。然而，基于碳材料的超级电容器的储能机制是依靠碳材料的高比表面积形成的双电层电容，这导致了其能量密度有限。相比之下，离子电池具有更高的能量密度，但由于离子扩散缓慢而表现出较差的倍率性能。为了解决这一不平衡问题，金属离子混合电容器被引入，试图创造一种兼具高功率密度和高能量密度的储能装置。锌离子混合超级电容器（ZHSCs）巧妙地结合了电容器型电极（具有高比表面积的碳材料）和电池型电极。在这些混合电容器中，电池型电极提供高能量密度，而电容器型电极则提供高功率密度。且因其低标准氧化还原电势(Zn/Zn²⁺, −0.76 V vs. SHE)安全性好且充放电传输动力学快而被广泛关注。

然而，由于活性位点密度低、活性位点利用不足以及碳基阴极对离子的可及性有限等问题，ZHSC仍未能达到令人满意的锌离子存储能力。在水系锌离子电解液中，[Zn(H₂O)₆]²⁺被确认为充放电过程中的主要载流子，其较大的离子尺寸（0.86 nm）不利于载流子吸附到多孔碳材料的微孔中，导致比表面积利用不足和存储容量受限。因此，匹配的孔径和高比表面积对于实现高容量和高倍率的ZHSC至关重要。

鉴于此，中原工学院贾少培/河南科技大学穆云超团队提出了一种新策略，通过混合粒径（20 nm和40 nm）的氧化镁模板构建不同尺寸的孔隙的氮掺杂多孔碳材料（NMPC）来提高正极材料对水性电解质的接触，进而提升Zn²⁺存储能力以及倍率性能。混合粒径纳米氧化镁作为模板，以廉价的蛋白质用作NMPC的氮源和碳源。优化的HT-NMPC-1/1表现出微孔、介孔和大孔的组合结构，比表面积高达1405.9 m2 g^-1。此外，它还富含氧和氮的功能基团。重要的是，得益于介孔和大孔之间的连通性，小尺寸微孔得到了充分利用，同时确保在高充放电电流密度下离子可以快速传输。以HT-NMPC-1/1为正极组装的ZHSC在41.4 kW kg^-1的高功率密度下显示出高达155.2 Wh kg^-1的能量密度量以及长达8000次循环后仍保持93.09%容量的超长寿命。这一策略为低成本和高性能超级电容器、离子电池及电催化设备的碳基多孔电极材料的合成提供了有前景的方法。