一种由石墨烯制成的新型可弯曲超级电容器，充电快速且安全，可长期存储创纪录的能源。供方:李庄南博士(伦敦大学学院)

 

在概念验证阶段，这种新型可弯曲石墨烯超级电容器显示出了作为便携式电源的巨大潜力，可应用于电动汽车、手机和可穿戴技术等多种实际应用。

 

这一发现发表在今天(2020年2月17日)的《自然能源》(Nature Energy)上，它克服了高功率、快速充电的超级电容器所面临的问题——它们通常不能在一个小空间内存储大量能源。

 

这项研究的第一作者，李庄南博士(伦敦大学学院化学)说:“我们的新超级电容器在下一代能源存储技术中非常有前途，它可以替代现有的电池技术，或者与之一起使用，为用户提供更多的电能。”

 

“我们设计的材料可以使我们的超级电容器具有高功率密度，也就是它充放电的速度，以及高能量密度，这将决定它能运行多久。通常情况下，你只能拥有这些特性中的一个，但我们的超级电容器提供了两者，这是一个关键的突破。

 

“此外，超级电容器可以弯曲到180度而不影响性能，而且不使用液体电解质，这将爆炸风险降到最低，使其完美地集成到可弯曲的手机或可穿戴电子产品中。”天富怎么当代理？

 

一个由化学家、工程师和物理学家组成的团队致力于这项新设计，它使用了一种创新的石墨烯电极材料，其孔隙可以改变大小，从而更有效地存储电荷。这一调整使超级电容器的能量密度达到创纪录的88.1 Wh/L(瓦特小时每升)，这是有史以来报道的碳基超级电容器的最高能量密度。

 

类似的商业快速充电技术的能量密度相对较低，只有5-8 Wh/L，而电动汽车使用的传统慢充电但长时间运行的铅酸电池通常有50-90 Wh/L。

 

虽然该团队开发的超级电容器的能量密度可与最先进的铅酸电池相媲美，但其功率密度要高出两个数量级，每升功率超过10,000瓦。天富怎么当代理？

 

高级作者兼伦敦大学学院数学与物理科学系主任伊万·帕金教授(伦敦大学学院化学系)说:“在一个紧凑的系统中成功安全地储存大量的能源是朝着改进能源储存技术迈出的重要一步。”我们已经展示了它充电速度快，我们可以控制它的输出，它具有优异的耐用性和灵活性，使它成为开发使用在小型电子和电动汽车的理想。想象一下，只要给你的电动汽车充十分钟电，或者给你的手机充几分钟电，它就能持续一整天。”

 

研究人员用多层石墨烯制作电极，制造出一种致密但多孔的材料，能够捕获不同大小的带电离子。他们利用一系列技术对其进行了表征，发现当孔径与电解质中离子的直径相匹配时，其表现最佳。

 

优化后的材料形成一层薄膜，用于建造一个具有高功率和高能量密度的概念验证装置。

 

这个6cm x 6cm的超级电容器是由两个相同的电极制成的，它们分别位于凝胶状物质的两侧，凝胶状物质作为电荷转移的化学介质。它被用来为数十个发光二极管(led)提供能量，并被发现具有高度健壮、灵活和稳定的性能。

 

即使在180度弯曲的情况下，它的表现也几乎和平的时候一样，经过5000次循环后，它仍然保持了97.8%的容量。

 

资深作者，冯力教授(中国科学院)说:“在未来三十年，智能技术的世界将加速，这将极大地改变通信，交通和我们的日常生活。通过使储能变得更智能，设备将通过自动工作和与电器互动而变得对我们不可见。我们的智能电池是用户体验可能会改善的一个很好的例子，它们在未来的应用中显示出作为便携式电源的巨大潜力。”