科学家研发可弯曲超级电容器:手机充电几秒便可完成

中佛罗里达大学(UCF)一组纳米科技中心的科学家最近开发了一种具有高能量和功率密度的新型弯曲超级电容器。据国外媒体报道,中佛罗里达大学新浪科技新闻 北京时间11月29日(UCF)纳米科技中心的一组科学家最近开发了一种新的制造可弯曲超级电容器的方法,可以储存更多的电,即使充电次数多达3一万次,性能不会下降。这种方法将给手机、电动汽车等技术带来革命性的变化。    “如果这些超级电容器安装在手机上,充电只需几秒钟,可以持续使用一周以上。”博士后研究助理尼廷完成了大部分研究工作·丘德哈里(Nitin Choudhary)指出。

科学家研发可弯曲超级电容器:手机充电几秒便可完成

       使用智能手机的人都遇到过这样的问题:大约一年半后,电池会退化,充电后的使用时间会越来越短。科学家们一直试图用纳米材料来提高超级电容器的性能,从而提高电子设备中电池的性能,甚至取代电池。这个问题相当困难,因为超级电容器比后者大得多,以储存与锂离子电池相同的功率。

科学家研发可弯曲超级电容器:手机充电几秒便可完成

图片显示了电容器设计的一部分。

       佛罗里达大学的研究团队试图在超级电容器上使用一些新发现的、只有几种原子厚的二维材料。其他研究人员也试图使用石墨烯和其他二维材料,但成功的案例很少。二维材料与现有电池材料的整合一直是该领域的一个主要瓶颈。我们开发了一种简单的化学合成方法,将现有的材料与二维材料结合起来。”该项目的主要研究员、纳米科技研究中心和材料科学与工程学院助理教授Yeonwoong "Eric" Jung表示。

       他的团队开发的超级电容器由数百万根直径只有几纳米的电线组成,外面覆盖着一层二维材料。中心材料具有很强的导电性,电子可以快速流动,从而实现快速充放电。外部二维材料可以大大提高电容器存储的功率和功率密度。

       科学家们早就意识到,二维材料可以在电能存储设备中发挥巨大的作用。然而,在中佛罗里达大学的研究之前,人们还没有找到让它发挥潜力的方法。对于小型电子设备,我们的材料在能量密度、功率密度和循环稳定性方面都超过了传统材料。”丘德哈里指出。

       循环稳定性决定了电池可以在退化前充电、放电和重新充电的次数。例如,锂离子电池可以在明显故障前重新充电1500第二。此前,人们开发的使用二维材料的超级电容器可以重新充电数千次。相比之下,中佛罗里达大学开发的超级电容器,即使充电次数多达3一万次,性能不会退化。Jung正在与中佛罗里达大学的技术转让办公室合作,希望为该方法申请专利。

       使用新材料的超级电容器可用于手机和其他电子设备。电动汽车安装电容器后,功率和速度将大大提高。此外,由于这种新型电容器可以弯曲,可穿戴设备技术也将得到改进。新的超级电容器还没有准备好进行商业生产,” Jung表示,“但它验证了这一概念的可行性,我们的研究表明,它对许多技术有很大的影响。”(叶子)

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