科學家的新作：快速充電的混合型超級電容器
時間:2015-04-16 09:14來源:未知 作者:zh
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目前，加州大學洛杉磯分校納米系統研究所的科學家們成功地開發了一種新的混合型超級電容器，其不僅能夠存儲大量的能量和快速充電，而且壽命超過10,000個充電周期。
智能手機、平板電腦、筆記本電腦和其它個人便攜式電子設備的使用數量劇漲已經使電池技術處于電子研究的前沿。然而當電子設備突飛猛進地發展時，電池的緩慢發展卻阻礙技術的進步。
目前，加州大學洛杉磯分校納米系統研究所的研究者已經成功地通過結合兩種納米材料創造了一種新型能量儲存介質，它融合了電池與超級電容器的優良特性。
超級電容器是可以在數秒間而不是在數小時間完成快速充電且可以使用100萬充電周期的電化學組件。然而，超級電容器不能像電池那樣儲存足夠多的電量來運行我們的電腦和手機。
而最新研究的這種新型混合超級電容器可以存儲大量的能量，快速充電，而且其壽命超過10,000個充電周期。加州納米技術研究所的科學家也開發一種微型超級電容器，它小到可以安置在可穿戴或者可移植設備中。它僅僅是一張紙厚度的五分之一，但能夠儲存的電量卻高達普通薄膜鋰電池的兩倍以上。
這項研究已經發表在the Proceedings of the National Academy of Science(美國國家科學院學報)上，該研究由化學、生物和材料科學與工程特聘教授Richard Kaner和一名博士后學者El-Kady領銜開展。
El-Kady 說：“微型超級電容器是一種新興的配置，它是一種小型的可充電電源，但卻比先前的微型薄膜鋰電池有更高的容量。”
這種新型的電化學組件把LSG(激光剝離石墨烯)與MnO2結合起來，LSG是一種可以儲存電荷、導電性良好且可以快速放電與充電的材料，而MnO2由于其可以保存大量電荷且廉價易得，目前被應用在堿性電池上。它們不需要在極端溫度下或者昂貴的“干燥室”——生產目前的超級電容器所需的——中就可以制造出來。
“比方說，你想把少量電流通過一個膠布繃帶以用于藥物釋放或者治療援助技術，”Kaner 說，“微型超級電容器是如此薄以至于你可以把它裝在繃帶內部來供應電流。你也可以對它快速充電來使用更長時間。”
研究者發現超級電容器能夠快速存儲太陽能電池在白天產生的電荷，并且保存這些電荷直到夜晚，然后供應一個LED燈一晚上。這表明超級電容器有望應用于離(電)網街道照明系統。
“這種LSG-MnO2電容器可以儲存于一個鉛酸電池同等的電荷，但是卻可以在幾秒間快速充電，而且它們存儲容量大約是最先進的商用超級電容器的六倍，”Kaner說，“這種制造致密、可靠且高能密度的超級電容器的可擴展的方式顯示了它在現實應用中的廣闊前景，同時我們也對其在不遠的未來能夠用于極大改善個人電子技術的可能性而感到興奮。” (責任編輯：admin)
智能手機、平板電腦、筆記本電腦和其它個人便攜式電子設備的使用數量劇漲已經使電池技術處于電子研究的前沿。然而當電子設備突飛猛進地發展時，電池的緩慢發展卻阻礙技術的進步。
目前，加州大學洛杉磯分校納米系統研究所的研究者已經成功地通過結合兩種納米材料創造了一種新型能量儲存介質，它融合了電池與超級電容器的優良特性。
超級電容器是可以在數秒間而不是在數小時間完成快速充電且可以使用100萬充電周期的電化學組件。然而，超級電容器不能像電池那樣儲存足夠多的電量來運行我們的電腦和手機。
而最新研究的這種新型混合超級電容器可以存儲大量的能量，快速充電，而且其壽命超過10,000個充電周期。加州納米技術研究所的科學家也開發一種微型超級電容器，它小到可以安置在可穿戴或者可移植設備中。它僅僅是一張紙厚度的五分之一，但能夠儲存的電量卻高達普通薄膜鋰電池的兩倍以上。
這項研究已經發表在the Proceedings of the National Academy of Science(美國國家科學院學報)上，該研究由化學、生物和材料科學與工程特聘教授Richard Kaner和一名博士后學者El-Kady領銜開展。
El-Kady 說：“微型超級電容器是一種新興的配置，它是一種小型的可充電電源，但卻比先前的微型薄膜鋰電池有更高的容量。”
這種新型的電化學組件把LSG(激光剝離石墨烯)與MnO2結合起來，LSG是一種可以儲存電荷、導電性良好且可以快速放電與充電的材料，而MnO2由于其可以保存大量電荷且廉價易得，目前被應用在堿性電池上。它們不需要在極端溫度下或者昂貴的“干燥室”——生產目前的超級電容器所需的——中就可以制造出來。
“比方說，你想把少量電流通過一個膠布繃帶以用于藥物釋放或者治療援助技術，”Kaner 說，“微型超級電容器是如此薄以至于你可以把它裝在繃帶內部來供應電流。你也可以對它快速充電來使用更長時間。”
研究者發現超級電容器能夠快速存儲太陽能電池在白天產生的電荷，并且保存這些電荷直到夜晚，然后供應一個LED燈一晚上。這表明超級電容器有望應用于離(電)網街道照明系統。
“這種LSG-MnO2電容器可以儲存于一個鉛酸電池同等的電荷，但是卻可以在幾秒間快速充電，而且它們存儲容量大約是最先進的商用超級電容器的六倍，”Kaner說，“這種制造致密、可靠且高能密度的超級電容器的可擴展的方式顯示了它在現實應用中的廣闊前景，同時我們也對其在不遠的未來能夠用于極大改善個人電子技術的可能性而感到興奮。” (責任編輯：admin)
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