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美國科學家發明新型可彎曲超級電容,手機有望充電幾秒用一周

2016-11-28 11:52來源:東莞市蘭傑自動化設備有限公司作者:肖仁傑網址:http://zhongte90541.cn/浏覽數:14505 

你是否在為手機每天充電而煩惱?近日,美國科學家團隊研發出了一種新型超級電容器的制備技術,也許将來會解決你的這一煩惱。

上述科學家團隊來自美國中佛羅裡達大學(University of Central Florida,UCF)的納米科學技術中心,他們的研究論文于10月中旬在國際學術期刊ACS NANO上發表,該學術期刊由美國化學學會主辦。

專家稱,這種可彎曲的超級電容器隻需要将手機充電幾秒鐘,就可以維持一周以上的電量。

UCF科研團隊的博士後Nitin Choudhary稱,如果這種最新研制的可彎曲超級電容器能夠取代之前的普通電池,以後就再也不會為手機蓄電能力不強,需要經常充電而感到煩惱了,因為最新的超電容器隻需要将手機充電幾秒鐘,就可以維持一周以上的電量。同時,該産品可反複充電逾3萬次幾乎沒有損耗,而目前普通的锂離子電池基本上隻能保證充電1500次之内電池性能不會有所下降。

锂離子電池因輕便而被廣泛使用,但是其能量密度低導緻儲能不高的問題也一直令業界困擾。UCF科研團隊在研究之處就意識到此問題,所以他們打算在高功率的超級電容上做文章。

目前,業内對此主要的研究方法是使用新型的納米材料,來改善超級電容的性能。此前也有科研團隊使用石墨烯等儲電性能強的二維材料來制備超級電容,但電容器的性能得到的改善有限。UCF科研團隊也曾嘗試采用僅僅幾個原子厚度的二維材料,但結果并不理想。這主要是因為,這些二維材料并入現有系統中的方式存在一些問題。

UCF科研團隊首席研究員、UCF納米科學技術中心和材料科學與工程中心的助理教授Yeonwoong Jung稱,“我們研究團隊目前開發了一種簡單的化學合成方法,利用這種方法能夠很好的将現有的材料和二維材料進行整合。”Jung還表示,在其團隊研發出這種新的制備方法之前,還沒有人能夠實現二維材料的潛力。

具體而言,UCF團隊開發的這種超級電容器主要是由數以百萬計的納米線組成,并且在超級電容器的表面噴塗負載上了一層二維材料,制備出一種核殼型的超級電容器。這種超級電容器具有超高導電性能的芯,從而使得電池體系能夠快速的進行電子轉移,從而能實現快速充放電的效果。具有二維材料殼的超級電容器,能夠非常顯著的提高電池體系的能量,增加其功率密度。

Choudhary稱,“對于小型電子設備而言,我們制備出的材料在能量密度、功率密度和循環穩定性等方面的性能已處于世界領先地位,遠超出常規标準。”

比如,循環穩定性的數據可以反應出電池在充電多少次之後,電池性能開始下降。普通的锂離子電池最多能保證充電1500次之内,電池性能不會有所下降;目前研發的其他二維材料的超級電容器,可以充電幾千次不會出現電池性能下降;而UCF團隊研發的這種新型超級電容器,充電3萬次沒有出現電池性能下降的現象。

超級電容器可用于手機和其它電子設備,甚至是電動汽車。與此同時,新型超級電容器具有可彎曲性,還增加了其可能應用的範圍,還能與可穿戴設備相結合。

目前Jung正在與UCF的技術轉讓辦公室合作,針對這項新技術申請發明專利。“它還沒有準備好商業化,”Jung稱,但是其團隊研發的這項技術,将對許多其他的研究和技術産生非常大的影響。


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