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一种可弯曲的石墨烯超级电容器,快速充电和长期运行的储能突破

来源:华强商城 发布时间:2020-07-10

摘要: 来自伦敦联合学院和中国科学院的研究人员团队最近取得了有趣的突破。他们能够提出一种可弯曲的石墨烯超级电容器,该超级电容器以极快的速度充电并安全地存储大量能量。

来自伦敦联合学院和中国科学院的研究人员团队最近取得了有趣的突破。他们能够提出一种可弯曲的石墨烯超级电容器,该超级电容器以极快的速度充电并安全地存储大量能量。


一种可弯曲的石墨烯超级电容器,快速充电和长期运行的储能突破


UCL和中国科学院研究人员已开发并展示了一种新的可弯曲超级电容器,该超级电容器由石墨烯制成,可快速安全地存储创纪录的高水平能量,可长期使用。


新超级电容器绝对是名副其实的。它具有存储便携式电源的巨大容量,可用于多种实际应用,例如可穿戴电子设备,智能手机,电动汽车等。这一新发现克服了最快速充电的高功率超级电容器所面临的挑战。


以前,超级电容器无法在小范围内保留大量能量。本研究的第一作者李庄南博士解释。“我们的新型超级电容器对于下一代储能技术非常有前途,它可以替代当前的电池技术,也可以与其并用,从而为用户提供更多的电力。”


这项新设计是由一组物理学家,工程师和化学家开发的。他们使用了具有孔的独特石墨烯电极材料,可以定制该孔以更有效地存储电荷。他们能够将能量密度提高到碳基超级电容器的最高水平。


“我们设计的材料将赋予我们的超级电容器高功率密度(即它可以充电或放电的速度)以及高能量密度,这将决定它可以充电或放电的时间,” Li说。“它将决定它可以运行多长时间。通常,您只能具有这些特性之一,但是我们的超级电容器可以同时提供这两个特性,这是一个关键的突破。”


该超级电容器的最大能量密度为88.1Wh / L(瓦特小时每升)。典型的快速充电商业技术具有较低的较差能量密度,范围在5-8 Wh / L之间。甚至具有长期使用铅酸电池的电动汽车的能量密度在50-90 Wh / L之间。


超级电容器具有相对较高的能量密度。电极由多个石墨烯层构成,这些石墨烯层是致密但本质上是多孔的。这些层能够捕获带电离子。当孔径等于电解质离子的直径时,可获得最佳结果。超级电容器的尺寸为6cm x 6cm,由两个完全相同的电极组成,在电极的两边各层叠有一层凝胶。


他们团队的主要工作是充当电荷转移的化学介质。首次使用时,它可以一次点亮数十个LED。它是灵活,稳定且非常强大的。当弯曲180度时,其性能保持不变。即使经过5000次循环,该设备仍具有其原始效率的97.8%。


“在未来30年中,智能技术的世界将加速发展,这将极大地改变通讯,运输和我们的日常生活,”中国科学院的资深作者冯力教授解释说。“通过使能量存储更加智能,设备将通过与设备自动交互地交互工作而对我们变得不可见。我们的智能电池是如何改善用户体验的一个很好的例子,它们在未来的应用中作为便携式电源具有巨大的潜力。”

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