蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，在賓夕法尼亞州立大學(xué)和中國(guó)電子科技大學(xué)研究人員的通力合作下，一種功能強(qiáng)大的、可持續(xù)性微型超級(jí)電容器或?qū)?wèn)世。對(duì)高容量、快速充電的儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)說(shuō)，電極構(gòu)成一直是限制性因素，其連接性會(huì)影響充電和能量分配過(guò)程中的電子流動(dòng)?，F(xiàn)在，研究人員開(kāi)發(fā)出一種更好的材料，可以提高電極連接性，同時(shí)保持可回收性和低成本。

（圖片來(lái)源：engr.psu）

研究人員Jia Zhu表示：“與典型的電池不同，超級(jí)電容器是一種非常強(qiáng)大的能量密集型設(shè)備，而且充電速度很快。但是，是否能使其變得更強(qiáng)大、更快、持續(xù)周期更長(zhǎng)呢？”

研究人員探討微型超級(jí)電容器的連接性。氧化鈷是一種儲(chǔ)量豐富的低成本材料，從理論上來(lái)說(shuō)，具有快速轉(zhuǎn)移能量電荷的強(qiáng)勁能力，通常用于構(gòu)成電極。然而，與氧化鈷混合制成電極的材料可能反應(yīng)不良，使能量容量遠(yuǎn)低于理論值。

研究人員對(duì)原子庫(kù)中的材料進(jìn)行了模擬，觀察是否可以通過(guò)添加另一種材料（也稱為摻雜）提供額外的電子，放大作為電極的氧化鈷的預(yù)期特性，同時(shí)充分減少甚至完全避免產(chǎn)生不良影響，他們對(duì)不同的材料種類和料位進(jìn)行建模，以了解它們?nèi)绾闻c氧化鈷相互作用。Zhu表示：“我們對(duì)可能使用的材料進(jìn)行了篩選，但很多材料太貴或有毒。因此，我們選擇了錫。這種材料易于獲得、成本低，而且對(duì)環(huán)境無(wú)害?！?/p>

在模擬過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，用錫替代部分鈷，并將這種材料與商用石墨烯薄膜相結(jié)合，可以制造出低成本、易于開(kāi)發(fā)的電極。這種石墨烯薄膜是一種單原子厚度材料，可以支持電子材料而不改變其性能。中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)在模擬完成后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以觀測(cè)是否可以實(shí)現(xiàn)這種模擬。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，用錫進(jìn)行部分替代后，氧化鈷結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性明顯提高。預(yù)計(jì)所開(kāi)發(fā)的裝置具有很好的實(shí)際應(yīng)用前景，有望成為下一代儲(chǔ)能裝置。

接下來(lái)，研究人員計(jì)劃使用自制版石墨烯薄膜（一種通過(guò)部分切割然后用激光破碎材料而產(chǎn)生的多孔泡沫）來(lái)制造柔性電容器，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而快速的導(dǎo)電性能。研究人員Huanyu "Larry" Cheng表示：“超級(jí)電容器是關(guān)鍵部件，但我們也有興趣加入其他機(jī)制，使其既可以作為能量收集器，也可作為傳感器?！?/p>

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