英媒:伊朗讓紙變成「超級電容器」 可快速充電放電

2020-12-04 新華社新媒體

新華社北京11月22日新媒體專電 英媒稱,根據一項新的研究結果,伊朗伊斯蘭自由大學等離子體物理學研究中心的研究人員發現,可以讓紙張成為儲存電能的超級電容器。這種僅一層紙厚的新型超級電容器可以彎曲、摺疊,同時依然能夠保存電能。

據英國科學新聞網站11月20日報導,「超級電容器」一詞專指單位容積儲存的能量是傳統電容器10倍的設備,而且這種設備可以快速充電和放電。紙型超級電容器要比其他類型更輕、更便宜,由萊拉·阿瓦爾帶領的團隊研發出的這種超級電容器比之前的紙型超級電容器更容易彎曲,這賦予了它們全新的潛在用途。阿瓦爾解釋說:「在不遠的將來,這類超級電容器在工業和家庭的應用將會增多,成本也會降低,成為可供大眾使用的設備。」

目前,如果需要儲存規模龐大的能量,通常需要使用沉重的大型可充電電池。超級電容器也可以做到這一點,不過上升了一個檔次:它們比普通電池的充電和放電速度更快——只需幾分鐘而不是幾小時——而且在使用壽命期間可以有更多次的充電和放電。

碳具有高效儲存能量的理想特性,在目前的電容器和超級電容器中表現為碳納米管的形式。自上世紀50年代以來,研究人員一直在利用碳的高強度以及出色的導熱和導電性;碳還具有彈性大和易彎曲的特點,這樣它就能輕鬆地彎折和伸展。

研究小組分析了商用超級電容器的結構,並用一張有多個層級的碳納米管紙製成了超級電容器。他們使用鈦酸鋇將這些層級分離,它比任何備選化合物都更節約成本。新的紙型超導體即使被捲起來或者摺疊,也能高效儲存能量。

報導稱,這些新設備的潛在用途很廣:醫療移植、皮膚貼片、可穿戴技術以及針對家庭和商業運輸及智能包裝的新型大規模儲能設備。想像一下,能夠捲起來並裝進衣服口袋的平板電腦,或者是作為上衣一部分的手機,或者使用與衣服融為一體的電池給手機充電。

阿瓦爾預計,這些超級電容器的商業和家庭應用很快就會增多,成本也將降低,因此這種技術將走向大眾市場。阿瓦爾說:「能源是我們未來面臨的最重大挑戰。因此,製造一種能夠儲能、能量密度高且成本低廉的裝置是非常重要的。正是這一點激勵我們開展紙型超級電容器的研究。」

相關焦點

  • 超級電容器能快速充電又有高能量和功率密度
    英國倫敦大學學院研究人員克服了大功率、快速充電的超級電容器面臨的普遍問題,設計了一款既可快速充電又具備高能量和功率密度的超級電容器。 蓋世汽車訊 據外媒報導,英國倫敦大學學院(University College London)的研究人員研發了一款超級電容器,雖然仍處於概念驗證階段,仍顯示出了巨大潛力,可作為可攜式電源,用於電動汽車、手機和可穿戴技術等。該款電容器解決了大功率、快速充電的超級電容器面臨的問題,即它們通常不能在一個小空間內存儲大量能量。
  • 電容器的充電和放電過程有何不同?
    兩個相互靠近的導體,中間夾一層不導電的絕緣介質,這就構成了電容器。當電容器的兩個極板之間加上電壓時,電容器就會儲存電荷。電容器的電容量在數值上等於一個導電極板上的電荷量與兩個極板之間的電壓之比。電容器的電容量的基本單位是法拉(F)。在電路圖中通常用字母C表示電容元件。
  • 陳根:超級電容器,電力爆發幫助電動汽車快速充電
    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。
  • 超級電容器的容量為普通電解電容器的1000 倍以上,能進行快速充電...
    本屆展會預計將吸引200多家國內外超級電容器企業參加,集中展示在超級電容器領域取得的最新成果,包括各類型單體、組合型超級電容器,活性炭,電解液,隔膜,極片,超級電容器生產設備、配件、檢測設備等。據了解,超級電容屬於第三代綠色物理儲能裝置,可廣泛應用於各型車輛、軌道交通、航空航天、艦船、石化、風能、太陽能、智能電網等諸多領域,更是大容量高功率雷射武器等國防軍事核心科技的重要技術支撐,是國際科技和新興產業爭奪的關鍵技術高地之一。超級電容器的容量為普通電解電容器的1000 倍以上,能進行快速充電放電,反覆數十萬次。
  • 電容器的充電和放電原理圖
    」 和 「放電」。由於電容充電過程完成後,就沒有電流流過電容器,所以在直流電路中,電容可等效為開路或R = ∞,電容上的電壓vc不能突變。在圖3和圖4中,RC和RD的電阻值分別影響電容的充電和放電速度。
  • 新型超級電容器來了!可拉伸到原來大小的8倍 1萬次充放電能量損耗...
    它不會因反覆拉伸而產生任何磨損,在1萬次充放電後,其能量性能僅損耗幾個百分點。研究人員設想的超級電容器是一個電力獨立、可伸縮、靈活的電子系統的一部分,應用於可穿戴電子設備或生物醫學設備。研究結果發表在3月19日的《Matter》雜誌網絡版上。
  • 【E電路】電容器的充電和放電原理圖
    」 和 「放電」。       由於電容充電過程完成後,就沒有電流流過電容器,所以在直流電路中,電容可等效為開路或R = ∞       在圖3和圖4中,RC和RD的電阻值分別影響電容的充電和放電速度。
  • 超級電容器參數測試與特性研究
    而超級電容器因為具有可快速充放電、循環壽命長、綠色環保、功率密度高、可逆性好、工作溫度範圍寬、具有良好的低溫使用性能和安全性等優點,世界各國學者都開展了廣泛的研究[5]。超級電容器的綜合性能更是遠遠優於充電電池和普通電容器,能很好地適用於備用電源系統,並已在交通、電力、工業生成等領域得到了廣泛的應用。
  • 科普短文,超級電容器與普通電容器的區別,走進科技前沿
    前文,介紹了電容器可分為,無極性的電容器和有極性的電解電容器。有正負極之分的電解電容器容量一般都比無極性的大得多,從數uF到數千uF不等。給電解電容器充電後,可以點亮LED或小燈泡。短路時會產生火花放電,容納的電量比較多,放電電流可以很大。
  • 超級電容器概述
    b.放電過程: 將電極與外電路連通,在電勢差的作用下,電子發生定向移動形成外電流。此時吸附在電極表面上的陰陽離子回到電解液本體,雙電層解體。 (2)準電容。準電容器主要是指在電極材料表面或體相的二維或準二維空間上,電活性物質進行欠電位沉積,發生高度可逆的化學吸附/脫附或氧化/還原反應,產生與電極充電電位有關的電容。由於反應在整個體相中進行,因而這種體系可實現的電容較大。
  • 研究人員開發出可拉伸超級電容器
    由密西根州立大學的Changyong Cao領導的研究團隊利用特殊的列印技術和創新材料製造了可拉伸的儲能設備。該設備可用於可穿戴設備,如智能手錶,使其變得更加靈活、舒適和可靠;也可以用於智能紡織品,以監測運動員在比賽中的生命體徵;還可以用在電子皮膚上,為使用假肢的人恢復一些觸覺;甚至可以用在智能植入物上,跟蹤患者的健康狀況。儲能設備中的一個關鍵構件是一種被稱為超級電容器的組件,它利用電化學原理像電池一樣進行充電和放電,但速度要比電池快得多。
  • 超級電容器儲能的直流DVR裝置的研發
    表1 示出超級電容器、儲能電容器以及電池的性能比較。與普通電容器和電池相比,超級電容器不僅無汙染、免維護、環保效益明顯,而且還具有以下優點:(1)功率密度高。超級電容器的功率密度可達到10 kW/kg左右,為電池的十倍到百倍,可以在短時間內釋放幾百到幾千安培的電流,非常適合用於在短時間內輸出高功率的場合。(2)充電速度快。
  • 外研人員發明出可彎曲超級電容器 充電幾秒鐘可使用一周以上
    外研人員發明出可彎曲超級電容器 充電幾秒鐘可使用一周以上 辰光 發表於 2016-11-28 10:35:06   國外研究人員發明了一種新型的超級電容器製備技術,通過這種技術製備出來的超級電容器可以隨便彎曲
  • 石墨烯超級電容器:介紹和新聞
    石墨烯常被認為是超級電容器中活性炭的替代品,部分原因是其相對表面積高(甚至比活性炭的相對表面積更大)。表面積是電容的限制之一,表面積越大,靜電電荷的存儲效果越好。此外,石墨烯基超級電容器將利用其輕質、彈性和機械強度。據稱,石墨烯基超級電容器儲存的能量幾乎和鋰離子電池一樣多,充電和放電只需幾秒鐘,而且可以維持數萬次充電循環。
  • 詳解:超級電容器儲能技術及其應用
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201608/295877.htm  1超級電容器的儲能原理  超級電容器按儲能原理可分為雙電層電容器和法拉第準電容器。  2超級電容器的特性  超級電容器是介於傳統物理電容器和電池之間的一種較佳的儲能元件,其巨大的優越性表現為:①功率密度高。超級電容器的內阻很小,而且在電極/溶液界面和電極材料本體內均能實現電荷的快速儲存和釋放。②充放電循環壽命長。超級電容器在充放電過程中沒有發生電化學反應,其循環壽命可達萬次以上。③充電時間短。完全充電只需數分鐘。
  • 電雙層型超級電容的原理及充電方法
    早晨起床,給手機充電只要一分鐘,便可將電充滿。這不是做夢!以電雙層為代表的大容量電容器,以超級電容的名字已經有了20年以上的商品化歷程.近年來。更是在大容量、高耐壓方面有了驚人的進步。
  • 儲能「黑科技」——超級電容器行業爆發時點來臨
    總結起來,超級電容器具有如下特點:  充電速度快,充電10秒~10分鐘可達到其額定容量的95%以上;  循環使用壽命長,深度充放電循環使用次數可達1~50萬次,沒有「記憶效應」;  大電流放電能力超強,能量轉換效率高,過程損失小,大電流能量循環效率≥90%;  功率密度高,可達300W/KG~5000W/KG,相當於電池的5~
  • 超級電容器原理
    /article/275814.htm  超級電容器,英文名稱為supercapacitor ultracapacitor,又叫雙電層電容器、電化學電容器、黃金電容、法拉電容,主要是通過極化電解質來儲能。
  • 詳解超級電容器儲能技術及其應用
    2超級電容器的特性  超級電容器是介於傳統物理電容器和電池之間的一種較佳的儲能元件,其巨大的優越性表現為:①功率密度高。超級電容器的內阻很小,而且在電極/溶液界面和電極材料本體內均能實現電荷的快速儲存和釋放。②充放電循環壽命長。超級電容器在充放電過程中沒有發生電化學反應,其循環壽命可達萬次以上。③充電時間短。完全充電只需數分鐘。④實現高比功率和高比能量輸出。
  • 創新案例|科學家通過升級回收技術將塑料瓶變成超級電容器材料
    在儲能方面具有令人難以置信的潛力,幾乎瞬間充放電的能力是其主要賣點之一。這些瓶子被溶解在溶劑中,並使用一種被稱為電紡的技術將其變成微觀纖維,然後在熔爐中將纖維轉化為碳。然後將該材料與粘結劑和導電劑混合,再將其製成類似硬幣電池形狀的雙層電容器。在這種配置下對新電極材料的測試表明,它完全可以作為超級電容器的組件發揮作用。