从而将该超级电容器的能量密度达到创纪录的88.1 Wh/L-迁安新闻
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超级密度-从而将该超级电容器的能量密度达到创纪录的88.1 Wh/L-迁安新闻

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研究人員們採用多層石墨烯製成電極,創造出一種密度大但多孔的材料,能夠捕捉不同大小的帶電離子。他們採用了各種技術描述該材料的特徵,發現當空隙大小與電解質中離子的直徑相匹配時,該材料的性能最佳。經過優化的材料形成一層薄膜,用於打造一個同時具備高功率和高能量密度的概念驗證裝置。

該款超級電容器大小為6cm x 6cm,由兩個相同的電極製成,電極在凝膠狀物質的兩邊分層堆積,而該凝膠狀物質可充當轉移電荷的化學介質。當該超級電容器被用於為數十個LED燈供電時,發現其具備強大的靈活性和穩定性。

(圖片來源:英國倫敦大學學院)研究人員表示:「我們設計的材料可以讓該超級電容器擁有高功率密度(決定其充放電的速度)以及高能量密度(決定其可以運行多久)。正常情況下,超級電容器只具備上述兩個特點之一,不過該款超級電容器具備了這兩個特點,是一個重大突破。」 「此外,該超級電容器可以彎曲180度而不影響性能,而且不使用液體電解質,從而將爆炸風險降至最低,可完美集成到可彎曲的手機或可穿戴電子產品中。」

倫敦大學學院數學與物理科學系主任兼化學系教授Ivan Parkin表示:「成功在一個緊湊的系統中安全地存儲大量能量,是朝着改進能量存儲技術邁出的重要一步。我們展示了該款超級電容器充電快、能夠控制其能量輸入、還具備良好的耐用性和靈活性,是研發微型化電子產品和電動汽車的理想選擇。想象一下,只需10分鐘就可以為電動汽車充滿電,或者只需幾分鐘就可以給手機充滿電,然後就可以持續使用手機一天。」

類似的快速充電商用技術的能量密度相對較低,為5-8 Wh/L,而傳統的慢速充電但運行時間較長的電動汽車鉛酸電池的能量密度通常為50-90 Wh/L。儘管該研究團隊研發的超級電容器的能量密度與最先進的鉛酸電池相當,不過其功率密度比鉛酸電池高出兩個數量級,達到了10,000 W/L。

蓋世汽車訊 據外媒報道,英國倫敦大學學院(University College London)的研究人員研發了一款超級電容器,雖然仍處於概念驗證階段,仍顯示出了巨大潛力,可作為便攜式電源,用於電動汽車、手機和可穿戴技術等。該款電容器解決了大功率、快速充電的超級電容器面臨的問題,即它們通常不能在一個小空間內存儲大量能量。

即使該超級電容器被彎曲180度,其性能也與幾乎沒被彎曲時一樣,在5000次充放電循環后,容量仍保持為97.8%。

該研究小組由化學家、工程師和物理學家組成,正在利用一種創新型石墨烯電極材料設計新超級電容器,此種材料的孔隙可以改變,能夠更有效地存儲電荷,從而將該超級電容器的能量密度達到創紀錄的88.1 Wh/L,這也是有史以來,能量密度最高的碳基超級電容器。

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