美研制出高性能超級(jí)電容材料

美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校亨利·薩穆埃利工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員，成功研制出一種新的超級(jí)電容材料，并證明其能快速地存儲(chǔ)和釋放能量，有望廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)、混合動(dòng)力汽車(chē)的再生制動(dòng)系統(tǒng)等能源傳送系統(tǒng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在4月4日出版的《自然·材料學(xué)》雜志上。

由材料科學(xué)和工程學(xué)教授布魯斯·杜恩領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)合成出了一種氧化鈮，并證明其擁有穩(wěn)定的儲(chǔ)能能力。這種新材料將被用在“超級(jí)電容”內(nèi)。超級(jí)電容是一種兼具鋰離子電池的高儲(chǔ)能能力和普通電容的快速傳送能量的設(shè)備。

該論文的主要作者、杜恩的研究生維羅妮卡·奧古斯丁表示：“我們的研究正在模糊電池與超級(jí)電容之間的界限，發(fā)現(xiàn)很好地摒棄了電容和電池的不足之處。”電池能有效地存儲(chǔ)能量但不能很好地交付能量，因?yàn)檩d荷子（離子）通過(guò)固體電池材料時(shí)移動(dòng)得很慢；而電容的儲(chǔ)能能力一般比較低。

科學(xué)家們表示，技術(shù)有望使設(shè)備能快速充滿(mǎn)電，這些設(shè)備可廣泛應(yīng)用于從移動(dòng)電子學(xué)到工業(yè)設(shè)備等各方面。例如，使用了超級(jí)電容的捕能系統(tǒng)可以為港口上的裝載起重機(jī)提供能量，減少諸如柴油等碳?xì)淙剂系氖褂谩?/p>

杜恩強(qiáng)調(diào)，盡管用這種材料電極邁出了關(guān)鍵的*步，但是，為了獲得實(shí)用的具有高能量密度、能在分鐘內(nèi)充滿(mǎn)電的設(shè)備，未來(lái)，我們必須在納米尺度或超越納米尺度的工程學(xué)領(lǐng)域取得突破。