- 美國(guó)JME電容公司研制成由一組與底座垂直的超級(jí)電容
- 新電容效率更高，能在更短的時(shí)間內(nèi)完成充電
據(jù)了解，超級(jí)電容也稱(chēng)雙電層電容器，是一種新型儲(chǔ)能裝置。通常能在幾秒鐘內(nèi)完成充電，此外還具有容量大、功率高、使用壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)，在數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
超級(jí)電容主要通過(guò)導(dǎo)體的表面來(lái)存儲(chǔ)電荷，因此用于存儲(chǔ)電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。據(jù)悉，目前現(xiàn)有的超級(jí)電容大多采用多孔化活性炭結(jié)構(gòu)來(lái)擴(kuò)大儲(chǔ)能面積，這種龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離，使其與普通電容相比儲(chǔ)能容量更大，與電池相比能量傳遞速度更快。不過(guò)，就某些設(shè)備而言，區(qū)區(qū)幾秒的充電時(shí)間仍然顯得有些長(zhǎng)，因此科研人員一直在試圖進(jìn)一步縮短其充電時(shí)間。
美國(guó)俄亥俄州謝克海茨市JME電容公司總裁約翰·米勒表示，這次研發(fā)實(shí)際上是對(duì)此前的超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)和電極進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)，使其充電的時(shí)間縮短到了200微秒。而人類(lèi)每次眨眼的時(shí)間約為0.2秒至0.4秒，即20萬(wàn)微秒至40萬(wàn)微秒，這種超級(jí)電容的充電時(shí)間比人類(lèi)眨眼時(shí)間還短。
據(jù)了解，該電容整體由一組與底座垂直的石墨烯基片構(gòu)成：石墨烯基片只有一個(gè)原子厚，由等離子體化學(xué)沉積而成；其基座由10納米厚的石墨制成。米勒形象地稱(chēng)其為“一組600納米高的土豆片并排站在一起”。實(shí)驗(yàn)顯示，與原先的多孔化活性炭結(jié)構(gòu)制成的超級(jí)電容相比，新電容效率更高，能在更短的時(shí)間內(nèi)完成充電。
研究小組稱(chēng)，這種新型超級(jí)電容不但能夠取代比其大6倍的傳統(tǒng)電容以騰出更多的空間，還能更好地平抑電路中的電壓波動(dòng)。此外，該電容還在一個(gè)交流整流濾波電路的測(cè)試中獲得了成功，而先前由于多孔化活性炭電阻率明顯大于金屬，超級(jí)電容曾一度被認(rèn)為不能用于交流電路。
羅德尼·魯夫教授表示，下一步他的科研小組還將設(shè)法使石墨烯薄片變得更長(zhǎng)、更平行，以在最大電容量和離子流最小束縛中找到一個(gè)平衡點(diǎn)，使超級(jí)電容發(fā)揮出更好的性能。另外，據(jù)他介紹，隨著重量和尺寸逐漸縮小，超級(jí)電容還將在航空、航天、軍事等更多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
