科學(xué)家近日研發(fā)了一種新型可彎曲超級電容器，具有很高的能量與功率密度。" width="434" height="229"/>　　中佛羅里達(dá)大學(xué)(UCF)納米科學(xué)技術(shù)中心的一組科學(xué)家近日研發(fā)了一種新型可彎曲超級電容器，具有很高的能量與功率密度。

圖片顯示了該電容器的一部分設(shè)計。

　　據(jù)國外媒體報道，中佛羅里達(dá)大學(xué)(UCF)納米科學(xué)技術(shù)中心的一組科學(xué)家近日研發(fā)了一種制造可彎曲超級電容器的新方法，能夠儲存更多電量，并且充電次數(shù)哪怕多達(dá)3萬次，性能也不會衰減。該方法將為手機(jī)、電動汽車等技術(shù)帶來革命性的變化。 “如果給手機(jī)裝上了這些超級電容器，充電只需幾秒鐘便可完成，并且能持續(xù)使用超過一周。”完成了大部分研究工作的博士后研究助理尼廷·丘德哈里(Nitin Choudhary)指出。

　　使用智能手機(jī)的人都遇到過這樣的問題：過了一年半左右，電池便會退化，充電后可使用的時間會越來越短。科學(xué)家一直在試圖用納米材料改進(jìn)超級電容器的性能，從而提升電子設(shè)備中電池的表現(xiàn)，甚至將電池取而代之。這個問題頗為棘手，因為超級電容器要想儲存與鋰離子電池相同的電量，體積就要比后者大得多。

　　中佛羅里達(dá)大學(xué)的研究團(tuán)隊試圖將一些新發(fā)現(xiàn)的、只有幾個原子厚的二維材料運(yùn)用到超級電容器上。其他研究人員也嘗試過采用石墨烯和其它二維材料，但成功的案例少之又少。“人們在將二維材料與現(xiàn)有電池材料融合的過程中存在一些問題，這一直是該領(lǐng)域的一大瓶頸。而我們研發(fā)了一種簡單的化學(xué)合成方法，可以將現(xiàn)有材料與二維材料很好地融合在一起。”該項目的主要研究員、納米科學(xué)技術(shù)研究中心和材料科學(xué)與工程學(xué)院助理教授Yeonwoong "Eric" Jung表示。

　　他的團(tuán)隊研發(fā)的超級電容器由上百萬根直徑僅有幾納米的電線構(gòu)成，電線外面包覆著一層二維材料。中心材料的導(dǎo)電能力很強(qiáng)，電子可以在其中快速流動，從而實(shí)現(xiàn)快速充電和放電。而外層的二維材料則能大大提高電容器儲存的電量和功率密度。

　　科學(xué)家早就意識到，二維材料可以在電能存儲設(shè)備中起到巨大的作用。但在此次由中佛羅里達(dá)大學(xué)開展的研究之前，人們一直沒有找到讓其發(fā)揮潛力的方法。“對于小型電子設(shè)備而言，我們的材料在能量密度、功率密度和循環(huán)穩(wěn)定性方面都超越了傳統(tǒng)材料。”丘德哈里指出。

　　循環(huán)穩(wěn)定性決定了電池在開始退化前可以充電、放電、然后重新充電的次數(shù)。例如，鋰離子電池在明顯失效之前，可以重新充電1500次。此前人們研發(fā)的采用了二維材料的超級電容器則能重新充電數(shù)千次。而相比之下，由中佛羅里達(dá)大學(xué)研發(fā)的這種超級電容器即使充電次數(shù)多達(dá)3萬次，性能也不會退化。Jung正在與中佛羅里達(dá)大學(xué)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓辦公室合作，希望為該方法申請專利。

　　采用了新型材料的超級電容器可以被用在手機(jī)和其它電子設(shè)備中，電動汽車安裝該電容器之后，功率和速度也將大大提升。此外，由于這種新型電容器可以彎折，可穿戴設(shè)備技術(shù)也將隨之進(jìn)步。“新型超級電容器還沒有做好商業(yè)化生產(chǎn)的準(zhǔn)備，” Jung表示，“但它驗證了此概念的可行性，并且我們的研究顯示，它可以對許多技術(shù)產(chǎn)生巨大的影響。”