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2013年美研發出石墨烯超級微型電容器

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-10-22     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數:124
核心提示:
美國科學家最近研發出一種以石墨烯技術為基礎的超級電容器,其充電速率遠遠高于普通電池,用其為一部iPhone手機充滿電僅僅需要5秒鐘。由于使用石墨烯材料,該超級電容器體積超小且整合性強,被認為將帶來手機、新能源汽車等行業的革命。

  為了實現產品的微型化,研究小組選擇了只有一個原子厚度的石墨烯材料。而更令人驚奇的是,制造這種超級電容器并不需要高精尖的設備器械,一臺普通的DVD刻錄機就可以完成整個生產過程。

  此前,制造微型超級電容器的傳統光刻工藝,需要大量的人力勞動,因而很難降低產品的成本及價格,阻礙了其商業化前景。而如今使用普通DVD刻錄機的光速寫技術,只需傳統生產成本的一小部分,就能夠實現批量化的大規模生產。研究小組就表示,使用這種技術,他們利用廉價材料在一個光盤上制造100多個微型超級電池,只花費了不到半個小時的時間。

  除了生產工藝,該超級電容器在產品設計上也頗下了一番工夫。一般而言,為使超級電池獲得最大的存儲能力,正負電極的安放位置方式必須盡量實現表面積最大化。研究小組最初的設計,是把多層石墨烯材料像三明治里的面包片那樣,堆疊而成電極,但效果不佳。

  經過改進,在最新的設計中,他們將石墨烯電極如互相交織的手指那般并排放置。結果證明,這種方式最大化伸展了電極的表面積,遠比堆疊法具備更高的存儲能力。

  加州大學洛杉磯分校工程及應用科學學院教授理查德·卡奈爾說,對于超級電容器來說,它再“快”也不過是數量上的升級,“小”才是其最大價值。他表示:“一直以來,電子產品的微型化、小型化,常常會遭遇儲能系統方面的阻礙。過大的電池體積,拖累了整個產品的靈活小巧”。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。

  該研究小組稱,正在積極與配件生產企業聯系,推動該產品的市場化發展。 

 

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