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美國JME電容公司研制成由一組與底座垂直的超級電容

發布時間:2011-07-01

新聞事件:
  • 美國JME電容公司研制成由一組與底座垂直的超級電容
事件影響:
  • 新電容效率更高,能在更短的時間內完成充電

據了解,超級電容也稱雙電層電容器,是一種新型儲能裝置。通常能在幾秒鐘內完成充電,此外還具有容量大、功率高、使用壽命長、經濟環保等特點,在數碼相機、掌上電腦、新能源汽車等領域都有著廣泛的應用價值。

超級電容主要通過導體的表面來存儲電荷,因此用于存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集,其電容量越大。據悉,目前現有的超級電容大多采用多孔化活性炭結構來擴大儲能面積,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能容量更大,與電池相比能量傳遞速度更快。不過,就某些設備而言,區區幾秒的充電時間仍然顯得有些長,因此科研人員一直在試圖進一步縮短其充電時間。

美國俄亥俄州謝克海茨市JME電容公司總裁約翰·米勒表示,這次研發實際上是對此前的超級電容的結構和電極進行了新的設計,使其充電的時間縮短到了200微秒。而人類每次眨眼的時間約為0.2秒至0.4秒,即20萬微秒至40萬微秒,這種超級電容的充電時間比人類眨眼時間還短。

據了解,該電容整體由一組與底座垂直的石墨烯基片構成:石墨烯基片只有一個原子厚,由等離子體化學沉積而成;其基座由10納米厚的石墨制成。米勒形象地稱其為“一組600納米高的土豆片并排站在一起”。實驗顯示,與原先的多孔化活性炭結構制成的超級電容相比,新電容效率更高,能在更短的時間內完成充電。

研究小組稱,這種新型超級電容不但能夠取代比其大6倍的傳統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。此外,該電容還在一個交流整流濾波電路的測試中獲得了成功,而先前由于多孔化活性炭電阻率明顯大于金屬,超級電容曾一度被認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法使石墨烯薄片變得更長、更平行,以在最大電容量和離子流最小束縛中找到一個平衡點,使超級電容發揮出更好的性能。另外,據他介紹,隨著重量和尺寸逐漸縮小,超級電容還將在航空、航天、軍事等更多領域獲得應用。









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