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新型小型超級電容器誕生,更小手機將有望

發(fā)布時間:2013-03-21 責任編輯:easonxu

【導讀】一直以來,電子產(chǎn)品的微型化、小型化,常常會遭遇儲能系統(tǒng)方面的阻礙。美研制出微型石墨烯超級電容器,這種利用單原子層碳制成的電池很容易生產(chǎn),也很容易與電子產(chǎn)品結(jié)合到一起,甚至有可能促使更小的手機誕生。


美國研究人員近日公布了他們研制的一種新型電池,這種電池能在幾秒內(nèi)給手機,甚至是汽車充滿電。這種名叫微型石墨烯超級電容器的裝置的充電或者 是放電速度比常規(guī)電池快100倍到1000倍。這種利用單原子層碳制成的電池很容易生產(chǎn),也很容易與電子產(chǎn)品結(jié)合到一起,甚至有可能促使更小的手機誕生。
 
該科研組表示,他們的新突破不僅將會導致充電更快的手機和汽車誕生,而且也會催生更小的電子產(chǎn)品。加州大學洛杉磯分校亨利•薩繆理工程和應用科學學院的材料科學教授理查德•卡納說:“儲能設備與電路相結(jié)合具有很大挑戰(zhàn),它經(jīng)常會對整個系統(tǒng)的小型化產(chǎn)生很大限制。”

圖題:美研制出微型石墨烯超級電容器
圖題:美研制出微型石墨烯超級電容器

研究人員為了研制這種新的微型超級電容器,他們采用兩維碳片,即石墨烯,它在第三維只有單原子那么厚。該科研組還發(fā)現(xiàn)一種能夠輕松生產(chǎn)這種電池的方法, 即采用標準DVD刻錄機。研究員艾爾•卡迪說:“制造微型超級電容器的傳統(tǒng)方法涉及到勞動密集型光刻技術(shù),事實證明,這種方法很難制造出符合成本效益的裝置,因此它大大限制了它們的商業(yè)應用。而我們采用消費檔次的光雕刻錄,用比傳統(tǒng)裝置低很多的成本大面積生產(chǎn)石墨烯微型超級電容器。采用這項技術(shù)后,我們能用便宜材料,在不到30分鐘的時間里,在一個單一的光盤上生產(chǎn)超過100個微型超級電容器。”
 
為了產(chǎn)生一個高效超級電容器電池,研究 人員需要分開安裝兩個電極,以便讓它們中間的可用表面積達到最大化。這么做會導致超級電容器儲存更多電荷。以前的設計把一層層石墨烯堆疊在一起,當做電 極,這就如同三明治上的面包片。然而,這種做法在電子電路上并不起作用。在新設計中,研究人員以相互交叉的形式,把電極并排安裝,這與相互交叉的手指類 似。這么做有助于擴大兩個電極的可用表面積,并減少電解液里的離子需要傳播的路線。因此新型超級電容器具備比堆疊對比物更強的充電能力和速度性能。研究人員表示,人們甚至可以在家制作這種東西。
 
艾爾•卡迪說:“這種方法非常簡單、成本低效率高,而且能在家中生產(chǎn)。我們只需一個DVD刻錄機和分散在水里的氧化石墨,這種材料能以很低的價 格在市場上買到。”該科研組表示,現(xiàn)在他們希望能與電子產(chǎn)品生產(chǎn)商合作??{說:“目前我們正在尋找商業(yè)合伙人,幫助我們大量生產(chǎn)我們的石墨烯微型超級電 容器。”
 
理查德•卡納說,對于超級電容器來說,它再“快”也不過是數(shù)量上的升級,“小”才是其最大價值。他表示:“一直以來,電子產(chǎn)品的微型化、小型化,常常會遭遇儲能系統(tǒng)方面的阻礙。過大的電池體積,拖累了整個產(chǎn)品的靈活小巧。”而新型超級電容器不但擁有較小的體積,且可以輕易整合到其他配件當中。
 

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