【科技日報】智能超級電容器可通過圖案顯示電量

2021-01-09 中國科學院

　　近日，中科院蘇州納米所趙志剛課題組開發出一種智能超級電容器電極，可通過圖案和背景顏色的交互變化來展示電容器能量存儲狀態變化。該成果發表於第14期國際著名期刊《納米快報》。 

　　超級電容器因其高功率密度、長循環壽命等特點而被認為是最有應用前景的新型儲能裝置，在交通、電力、通信、國防、消費性電子產品等眾多領域有著巨大的應用價值和市場潛力。 

　　近年來，人們通過新材料開發繼續提高超級電容器的性能，並賦予新的特色和功能，如輕質、柔性、可編織等，以使其更好地應用到實際生產和生活中。 

　　目前的普通超級電容器只能執行單純能量存儲的功能。蘇州納米所科學家提出：能否開發出一種創新性的超級電容器，並賦予其智能化新特性？ 

　　這種智能化的電容器不需要複雜的電路設計，即可獲得與人互動的能力，例如將自身性能數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來並進行交互處理。 

　　趙志剛課題組利用納米技術將這一設想變成了現實。他們開發的智能超級電容器電極以氧化鎢納米線和聚苯胺為電極活性材料，通過圖案化製備加工而成，氧化鎢組成圖案，聚苯胺組成背景。 

　　該電極具有豐富的顏色變化，且電容性能優異，可以通過其圖案和背景顏色的交互變化來展示其能量存儲狀態。當一種組分著色時，另一種組分即為透明色。隨著能量儲存和釋放過程進行，圖案和背景顏色發生相應的交互變化。 

　　該研究結合普通超級電容器能量儲存的功能和電致變色的可視變化，賦予了普通超級電容器「智能化」新特性，為超級電容器的未來發展開闢了一條新的道路。 

　　（原載於《科技日報》 2014-05-18 01版） 

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    近年來，人們通過新材料開發繼續提高超級電容器的性能，並賦予其新的特色和功能（如輕質、柔性、可編織等），以使其更好地應用到實際生活和生產中。 　　一個大膽而令人振奮的設想是能否開發出一種創新性的超級電容器，並賦予其智能化新特性。
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    10倍；　　產品原材料構成、生產、使用、儲存以及拆解過程均沒有汙染，是理想的綠色環保電源；　　超低溫特性好，溫度範圍寬-40℃～+70℃；　　檢測方便，剩餘電量可直接讀出；　　也正是因為超級電容器所具有的上述特點，超級電容器的應用領域十分廣泛。
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    b．放電過程: 進入氧化物中的離子通過以上氧化還原反應的逆反應重新返回到電解液中，同時將所存儲的電荷通過外電路釋放出來。 1.3 超級電容器的分類 對於超級電容器而言，可從不同方面對其進行分類，具體分類如下:  (1)從儲能原理方面，可分為雙電層電容器、準電容器和混合型電容器。
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    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。
  • 超級電容器在電動車上的應用
    超級電容器簡介超級電容器又稱為電化學電容器，是20世紀年代末出現的一種新產品，電容量高達法拉級。以使用的電極材料來看，目前主要有3種類型：高比表面積碳材料超級電容器、金屬氧化物超級電容器、導電聚合物超級電容器。
  • 《Science子刊》超薄、可變形、體內降解超級電容器植入物
    但依舊長期面臨著缺乏合適的植入式電源的挑戰，它需要有足夠的能力為可植入的醫療電子（BIMEs）供電、機械柔軟性、與軟器官和組織兼容、緊湊的外形以及可生物降解性。蘭州大學與休斯敦大學合作報告了一種可機械變形、完全生物降解的高性能超級電容器植入物。
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    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp近年來，超級電容器以其快速充放電、功率密度大及循環壽命長等特性已成為一種極具發展潛力的能量存儲裝置，引起了人們的廣泛關注。負極材料作為構建超級電容器的核心部件之一，決定著其性能的優劣。因此，開發高性能負極材料就成為本領域的熱點和難點課題。
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