科普專欄 / Information

石墨烯超級電容器

 

“石墨烯超級電容”技術與電動汽車充電包括生活中任何需要電池持續供電的設備和産品息息相關,這種新型的電容已經突破了量産化的技術瓶頸,未來它的應用可能會完全改變我們的生活。因為,“這種用石墨烯制成的微型超級電容的充電和放電速度要比一般電池快1000倍左右!”

超級電容器,也稱電化學電容器,是基于高比表面積炭電極/電解液界面産生的雙電層電容,或者基于過渡金屬氧化物或導電聚合物的表面及體相所發生的氧化還原反應來實現能量的儲存。其構造和電池類似,主要包括正負電極、電解液、隔膜和集流體。作為一種新型儲能裝置,超級電容器具有輸出功率高、充電時間短、使用壽命長、工作溫度範圍寬、安全且無污染等優點,有望成為本世紀新型的綠色電源。傳統的超級電容器體積較大,不能适應微型設備對于儲能器件體積較小的要求。利用石墨烯材料制成的超級電容器則非常的纖薄小巧,文章頂部圖片中光盤上面的單一石墨烯超級電容器能夠儲存的電量同一個單位的電池相差無幾。

石墨烯這種材料擁有很高的電池密度,它可以比普通電池保存更多的電子。因此我們有望在未來的智能手機、筆記本電腦和電動汽車中看到它的身影。這種超級電容的應用會讓電腦變得更薄、手機變得更小、電動汽車續航變得更久,在獲得更長的續航電量的同時充電速度會大大提高。

想象一下,給一部iPhone充滿電隻需5秒;給一台筆記本電腦充電也隻需幾秒;一輛純電動汽車的續航裡程将達到數千英裡,充電時間隻需一分鐘的話世界會變成什麼樣?石墨烯超級電容器就是有望将這一夢想變為現實的科幻技術。這種技術在當年還處于“邊緣”階段,現在由于量産技術瓶頸的突破讓這種技術可以正式應用到生活中來。讓我們一起期待吧!

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