超級電容器,電力爆發幫助電動汽車快速充電

2020-11-30 澎湃新聞

超級電容器，電力爆發幫助電動汽車快速充電

2020-09-11 11:44 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

文/陳根

對於儲能裝置來說，通常有兩種形式：電池或超級電容器。儘管這兩種類型的設備都可以在需要時提供電流，但它們仍有一些重要的區別。

從電池和超級電容器的原理來看，電池電極採用化學儲能機制，而超級電容器電極則採用雙電層儲能機制。

電池可以在每單位體積內存儲大量電荷，但超級電容器在短時間內產生大量電流的效率要卻高得多，這種電力爆發將有助於超級電容器快速充電。這也為電動汽車的儲能提供了可能，並且對司機和環境有益。

當前對於超級電容器的研究已經有了一些有趣的進展，包括用可持續材料製造設備，循環利用的塑料瓶、大麻甚至廢棄的菸頭。近日，德克薩斯農工大學的科學家們展示了一種具有出色儲能潛力的植物型超級電容器，在超級電容器的開發上再次邁出重要的一步。該研究發表在《儲能》雜誌上。

在研究中，研究人員將二氧化錳和木質素結合起來，利用它們的兩個有用特性來製造超級化合物。其中，與其他過渡金屬氧化物（如釕或氧化鋅）相比，二氧化錳更便宜，可獲得性豐富，而且更安全，但二氧化錳的一個主要缺點是它的導電性較低。此外，木質素是一種天然聚合物，能夠賦予植物和樹木以剛性，在造紙行業作為廢品被大量生產。

為了製造它們的電極，研究團隊用一種常用的稱為高錳酸鉀的消毒劑處理純化的木質素。然後，他們施加高溫和高壓以引發氧化反應，導致高錳酸鉀分解並在木質素上沉積二氧化錳。

接下來，研究人員將木質素和二氧化錳混合物塗覆在鋁板上以形成綠色電極。最後，通過將木質素-二氧化錳鋁電極和另一個由鋁和活性炭製成的電極夾在凝膠電解質之間來組裝超級電容器。

 在測試新設計的綠色電極後，研究人員發現他們的超級電容器具有非常穩定的電化學性能。特別是，即使經過數千次充電和放電循環，比電容或器件存儲電荷的能力也幾乎沒有變化。此外，對於最佳的木質素-二氧化錳比率，觀察到比電容比其他超級電容器報導的高達900倍。

在這項研究中，通過使用低成本，可持續的方法製造出具有優異電化學性能的基於工廠的超級電容器。或許能在不久的將來，實現通過僅加入綠色可持續成分來使超級電容器100%環保。這對能源的發展和人類的發展都具有重要意義。

關鍵詞 >> 超級電容器,儲能,電動汽車

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