讓移動(dòng)設(shè)備在幾分鐘內(nèi)充飽電,,仍然是能量儲(chǔ)存研究人員們積極追求的神圣目標(biāo),。如今,美國中央佛羅里達(dá)大學(xué)(University of Central
Florida,;UCF)的研究人員團(tuán)隊(duì)開發(fā)出能夠比一般電池儲(chǔ)存更多能量且經(jīng)成千上萬次充放電也不至于導(dǎo)致性能退化的軟性超級電容,,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這一里程碑。
來自中央佛羅里達(dá)大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心(NanoScience Technology Center)的研究團(tuán)隊(duì)宣稱,,采用高度優(yōu)化的超級電容,,取代一般的移動(dòng)設(shè)備與電動(dòng)車電池,,即可實(shí)現(xiàn)超快速充電的性能。
在進(jìn)行測試期間,,超級電容在經(jīng)過30萬次以上的充電后,,并未失去其能量儲(chǔ)存的功能,這將有助于解決導(dǎo)致鋰離子電池在使用18個(gè)月后電荷減少的性能退化問題,。此外,,超級電容的充電速度也比一般電池更快,。
美國中佛羅里達(dá)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出軟性超級電容,,能夠儲(chǔ)存比一般電池更多的能量,同時(shí),,經(jīng)過300,,000次以上的充放電,也不至于使其儲(chǔ)能性能退化,。(來源:University of Central Florida)
“如果用這些超級電容取代一般電池,,你就可以在幾秒鐘內(nèi)為手機(jī)充飽電,而不需要一星期充電好幾次了,,”負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的UCF博士后研究人員Nitin Choudhary表示,。這項(xiàng)研究并發(fā)表于最新的《ACS Nano》期刊中。
Choudhary與其他研究人員開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于使用納米材料,,進(jìn)一步縮減了超級電容的尺寸——超級電容通常要比一段鋰離子電池更大,,才足以儲(chǔ)存相當(dāng)?shù)哪芰俊?/span>
具體來說,研究團(tuán)隊(duì)嘗試將新發(fā)現(xiàn)的二維材料應(yīng)用于只有幾個(gè)原子厚度的超級電容器上,,開發(fā)出一種簡單的化學(xué)合成方法,,整合現(xiàn)有的材料與這些新材料。
其結(jié)果是具有高導(dǎo)電核的超級電容,,由涂覆二維材料外殼的數(shù)百萬條納米線所組成,。研究人員解釋,該核心可為快速充放電實(shí)現(xiàn)快速的電子轉(zhuǎn)移,,同時(shí)均勻涂覆的二維材料外殼則產(chǎn)生高能量與功率密度,。
這項(xiàng)研究成果是首次展示二維材料在能量儲(chǔ)存應(yīng)用的潛力?!皩τ谛⌒碗娮釉O(shè)備,,我們的材料在能量密度、功率密度和周期穩(wěn)定性方面都超越了世界上的一般材料,,”Choudhary說,。
UFC納米科學(xué)技術(shù)中心、材料科學(xué)與工程系助理教授Yeonwoong “Eric” Jung,,是這項(xiàng)研究的主要研究人員,,目前正與UCF的技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室合作,,針對研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新技術(shù)申請專利。
雖然這項(xiàng)研究仍待概念驗(yàn)證,,而不是準(zhǔn)備好商業(yè)化的成果,,但他表示,這項(xiàng)研究成果可望在未來的移動(dòng)設(shè)備與電動(dòng)車領(lǐng)域開啟更多應(yīng)用前景,。