【盘点】2013超级电容在材料与性能上的研究成果
这些简单的方法显着降低了生产超级电容器所需的物质与环境成本。
“生物碳超级电容器的物质成本比活性炭超级电容器要低得多,” Junhua Jiang说。
当生物碳超级电容器使用寿命走到尽头时,可以粉碎电极并作为有机土壤改良剂使用,这将让土壤变得更加肥沃。“生物碳物质的性能可与当今高级碳物质相提并论,这包括碳纳米管与墨烯材料。这意味着,我们能以更低的物质成本、与环境成本实现等同的效率。”
焦化后的头发让超级电容器更环保
中国的科研人员使用烧焦的头发制成储能设备的重要构成。使用这项发明制造的产品将会取代传统电池,更加高效、环保。
目前,很多电池比如车载铅酸电池都很笨重,而且需要依靠有危险性的化学物质才能储能。随着移动电子产品的全球销售额不断增长,电池引发的环境问题越来越受到人们的重视,并激发科研人员投入到超级电容器的研发中。超级电容器使用可持续的碳材料制成,对环境无害。
然而,这些碳材料不但生产制造复杂,而且也不容易从化石燃料中获取。来自苏州大学的冯岩(音)及其科研小组使用简单的碳化过程把人的头发变为可用于超级电容器电极的碳片。
作为原始材料,人的头发有几点优势:成本低廉和资源丰富。人的头发含有天然的氮和硫,可以保留在碳片里,提升材料的导电性。人的头发由蛋白质构成,其纤维排列使碳片具有特殊的结构和很高的表面积,因此制造出的超级电容器能够进行快速充电。冯岩表示:“他们不仅可以为您的设备快速充电,还可以让设备的续航能力更持久。”
英国华威大学纳米材料和绿色化学专家Adam Lee说道:“这项发现很有意思。这种材料通常被用作吸收剂,但很少用在电子设备上。和所有生物衍生材料面临的问题一样,是否有足够的头发用于商业用途?它的纯度是否能确保生产出可再生产品?”
现在,研究小组正在测试它们的新材料是否还能够用于传统的锂离子电池。
美用黏土开发出高温超级电容器
在自然界里,黏土丰富而廉价,却能成为一种超级电容器的关键成分。据物理学家组织网9月3日报道,美国莱斯大学科学家用黏土和一种电解液混合,开发出一种既能当电解液又能当隔离板使用的“复合板”,可作为一种新型高温超级电容器。相关论文在线发表于9月3日的《自然·科学报告》上。
“多年来,研究人员一直想造出像电池和超级电容器这样能在高温环境下稳定工作的能源存储设备,但由于传统材料本身性质的制约,一直未能攻克难题。”莱斯大学材料科学家帕里柯·阿加恩说,“我们的革新是找到了一种能在高温下保持稳定的、非传统的电解质/隔离板系统。”
他们研究了欧洲和奥地利科学家于2009年开发的一种室温离子液(RTILs)。RTILs在室温下导电性较低,但加热后黏度会降低而导电性提高。黏土具有很高的热稳定性、吸附能力和渗透性,活性表面积也很大。通常用在石油钻探、现代建筑或钢铁铸造中。
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