
澳大利亚莫纳什大学科学家开垦出一种高度弯曲的新型石墨烯机合,兼具高功率和高能量密度,可用于创制机能优异的超等电容器。这一打破为电气化交通、电网宁静及下一代消费电子产物奠定了基本。联系效率颁发于最新一期《自然通信》杂志。
超等电容器是一种以静电格式积储电荷的新型储能安装,其就业道理差异于依赖化学反响的电池。然而历久从此,该类器件面对一个合头瓶颈题目:碳质料中可用于积储能量的轮廓积比例过低。
探索团队发掘,只需调动质料的热处分格式,就能明显升高其可诈骗的轮廓积。这一起色使得创制出既能敏捷充电、又可积储豪爽能量的超等电容器成为可以,从而使其能正在浩繁利用中代替电池,并竣工更高效的能量传输。
这项打破的中枢正在于一种名为“众标准还原氧化石墨烯”的新型质料机合。探索团队应用澳大利亚丰饶的自然石墨,通过敏捷热退火工艺,造成了一种高度弯曲的石墨烯机合,为离子供应了高效转移的途径,最终使质料同时具备高功率和高能量密度——这一组合正在简单器件中极为罕睹。
能量密度指单元体积或质地所能积储的能量,功率密度则指单元体积或质地所能输出的最大功率。正在电池打算中,二者往往难以两全,升高能量密度广泛导致功率密度降落,反之亦然。
探索职员将该质料拼装成超等电容器,测试结果显示,其能量密度高达99.5瓦小时/升,功率密度达69.2千瓦/升,同时具备敏捷充电本领和优异的轮回宁静性。这些机能目标正在碳基超等电容器中位居前哨,且该制备工艺具备可扩展性。
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