储能的超级电容器是由多孔电极、电解质以及将它们分隔开的膜组成的。超级电容器的整体性能是由两个电极和电解质材料的物理性能决定的。这些材料的电荷存储能力通常是通过其电容来衡量的，其与电极/溶液界面相关，且根据碳的类型和其制备条件而变化，通常为20～50μF/cm²。

石墨烯被认为可应用于超级电容器中。以石墨烯比表面积2630m²/g为例，其理想的可实现的电容是200～500F/g，因为超级电容器的容量大小取决于比表面积、孔径大小和材料的导电性。石墨烯的比表面积和孔径可以通过化学活化来提高，如碱处理。其导电性可通过掺杂来提高，从而通过制造空穴（正电荷）或电子来增加载流子的浓度。

近来，为改善石墨烯的电化学性能，通过用氮掺杂石墨烯合成了多孔石墨烯，在其薄片上制造面内孔并用氢氧化钾（KOH）进行蚀刻。这些孔提供了更有活性的边缘原子，更易进入电解质，为离子提供了更大的可容空间，电解质扩散和移动更快[江等（Jiang et al.），2014]。

另一种尝试是用氮掺杂石墨烯[王等（Wang et al.），2013]，采用水热法，以带硬酸软碱对的铵盐作为氮掺杂剂。这样制备的氮掺杂石墨烯在用作超级电容器的电极时呈现出增强的电化学特性，即在电流密度为1A/g时，具有高比电容（242F/g），且即使在高电流密度时也能保持相对较高的电容。(www.daowen.com)

图5.5 通过嵌段共聚物光刻来制备石墨烯纳米网的示意网。具有周期性圆柱域的嵌段共聚物薄膜第一次形成，并在纳米氧化硅（SiO₂）片的顶部进行退火，以产生多孔聚合物膜。氟基反应离子蚀刻和氧等离子体蚀刻被用于在石墨烯层上穿孔，并去除聚合物膜。最后通过将样品浸渍于高频溶液中来除去氧化掩膜，从而获得石墨烯纳米网 Copyrightⓒ 2010，Rights Managed by Nature Publishing Group.Reprinted with permission from ref.48.CopyrightⒸ 2010 Macmillan Publishers Ltd：Courtesy：Na-ture Nanotechnology；2010，5，190-194.