蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，在賓夕法尼亞州立大學和中國電子科技大學研究人員的通力合作下，一種功能強大的、可持續(xù)性微型超級電容器或?qū)柺馈Ω呷萘俊⒖焖俪潆姷膬δ茉O備來說，電極構(gòu)成一直是限制性因素，其連接性會影響充電和能量分配過程中的電子流動。現(xiàn)在，研究人員開發(fā)出一種更好的材料，可以提高電極連接性，同時保持可回收性和低成本。

（圖片來源：engr.psu）

研究人員Jia Zhu表示：“與典型的電池不同，超級電容器是一種非常強大的能量密集型設備，而且充電速度很快。但是，是否能使其變得更強大、更快、持續(xù)周期更長呢？”

研究人員探討微型超級電容器的連接性。氧化鈷是一種儲量豐富的低成本材料，從理論上來說，具有快速轉(zhuǎn)移能量電荷的強勁能力，通常用于構(gòu)成電極。然而，與氧化鈷混合制成電極的材料可能反應不良，使能量容量遠低于理論值。

研究人員對原子庫中的材料進行了模擬，觀察是否可以通過添加另一種材料（也稱為摻雜）提供額外的電子，放大作為電極的氧化鈷的預期特性，同時充分減少甚至完全避免產(chǎn)生不良影響，他們對不同的材料種類和料位進行建模，以了解它們?nèi)绾闻c氧化鈷相互作用。Zhu表示：“我們對可能使用的材料進行了篩選，但很多材料太貴或有毒。因此，我們選擇了錫。這種材料易于獲得、成本低，而且對環(huán)境無害。”

在模擬過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，用錫替代部分鈷，并將這種材料與商用石墨烯薄膜相結(jié)合，可以制造出低成本、易于開發(fā)的電極。這種石墨烯薄膜是一種單原子厚度材料，可以支持電子材料而不改變其性能。中國研究團隊在模擬完成后進行了實驗，以觀測是否可以實現(xiàn)這種模擬。實驗結(jié)果證實，用錫進行部分替代后，氧化鈷結(jié)構(gòu)的導電性明顯提高。預計所開發(fā)的裝置具有很好的實際應用前景，有望成為下一代儲能裝置。

接下來，研究人員計劃使用自制版石墨烯薄膜（一種通過部分切割然后用激光破碎材料而產(chǎn)生的多孔泡沫）來制造柔性電容器，以實現(xiàn)簡單而快速的導電性能。研究人員Huanyu "Larry" Cheng表示：“超級電容器是關鍵部件，但我們也有興趣加入其他機制，使其既可以作為能量收集器，也可作為傳感器。”

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