3D碳海綿技術(shù)可使超級(jí)電容性能大躍進(jìn)

北極星電源網(wǎng)訊:美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的3D碳，它可以當(dāng)作大幅強(qiáng)化的超級(jí)電容(supercapacitor)使用，可儲(chǔ)備電力供作電動(dòng)車(chē)與消費(fèi)性電子設(shè)備等使用。

研究人員表示，這個(gè)多孔新材質(zhì)能夠提供更多電荷，使得超級(jí)電容的性能大躍進(jìn)，為這類(lèi)電力存儲(chǔ)設(shè)備開(kāi)啟許多前所未有的潛在應(yīng)用的大門(mén)。

“我們合成了一個(gè)新的類(lèi)似海綿的碳，每一公克具有高達(dá)3100平方英尺的表面（兩克就擁有相當(dāng)于一個(gè)足球場(chǎng)的表面）。它還擁有較高的導(dǎo)電性，在進(jìn)行最佳化之后，也擁有很棒的散熱管理功能”，該大學(xué)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人RodneyRuoff表示，“生產(chǎn)這個(gè)多孔碳的程序隨時(shí)都可轉(zhuǎn)化成業(yè)界的層級(jí)�！�

超級(jí)電容有點(diǎn)類(lèi)似電池，它們皆可以存儲(chǔ)電荷，但是電池是通過(guò)比較費(fèi)時(shí)的化學(xué)反應(yīng)來(lái)作用，意味著電力的存儲(chǔ)與釋放相對(duì)較慢。另一方面，超級(jí)電容存儲(chǔ)電荷的方式類(lèi)似于靜電，能夠更快提供電力，而且比電池更省電，但是通常容納比較少的電荷。

由德州大學(xué)奧斯汀分校研究人員所開(kāi)發(fā)出的新的碳材質(zhì)可望改變此一現(xiàn)狀。由它所制造的超級(jí)電容擁有趨近于鉛酸電池的電力容量，同時(shí)保有超級(jí)電容的較高電力密度特性。

這個(gè)新材質(zhì)結(jié)合了兩種電力存儲(chǔ)系統(tǒng)的特性，Ruoff指出，為了合成這種碳材質(zhì)，該團(tuán)隊(duì)先使用微波爐來(lái)讓氧化石墨脫落，然后用氫氧化鉀來(lái)進(jìn)行處理，最后創(chuàng)造出全部都是細(xì)微孔洞的碳—基本上就是個(gè)海綿，在結(jié)合電解質(zhì)之后，就可以存儲(chǔ)龐大的電荷。

這項(xiàng)研究的下一步就是確認(rèn)該材質(zhì)的正確形狀。Ruoff向美國(guó)能源部的Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室求助，運(yùn)用全世界最高密度的顯微鏡來(lái)檢視它的納米級(jí)結(jié)構(gòu)。他們的觀察確認(rèn)了Ruoff的假設(shè)，這個(gè)合成碳是新的3D材質(zhì)，擁有高度彎曲、單一原子厚度的碳結(jié)晶墻，上面有許多細(xì)微小孔。