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讓移動設(shè)備在幾分鐘內(nèi)充飽電，仍然是能量儲存研究人員們積極追求的神圣目標。如今，美國中央佛羅里達大學(xué)(University of Central Florida；UCF)的研究人員團隊開發(fā)出能夠比一般電池儲存更多能量且經(jīng)成千上萬次充放電也不至于導(dǎo)致性能退化的柔性超級電容，進一步實現(xiàn)這一里程碑。
來自中央佛羅里達大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心(Nano Science Technology Center)的研究團隊宣稱，采用高度優(yōu)化的超級電容，取代一般的移動設(shè)備與電動車電池，即可實現(xiàn)超快速充電的性能。
在進行測試期間，超級電容在經(jīng)過30萬次以上的充電后，并未失去其能量儲存的功能，這將有助于解決導(dǎo)致鋰離子電池在使用18個月后電荷減少的性能退化問題。此外，超級電容的充電速度也比一般電池更快。
“如果用這些超級電容取代一般電池，你就可以在幾秒鐘內(nèi)為手機充飽電，而不需要一星期充電好幾次了，”負責(zé)這項研究的UCF博士后研究人員Nitin Choudhary表示。這項研究并發(fā)表于最新的《ACS Nano》期刊中。
Choudhary與其他研究人員開發(fā)這項技術(shù)的關(guān)鍵在于使用納米材料，進一步縮減了超級電容的尺寸——超級電容通常要比一段鋰離子電池更大，才足以儲存相當(dāng)?shù)哪芰俊?/p>
具體來說，研究團隊嘗試將新發(fā)現(xiàn)的二維材料應(yīng)用于只有幾個原子厚度的超級電容器上，開發(fā)出一種簡單的化學(xué)合成方法，整合現(xiàn)有的材料與這些新材料。
柔性超級電容面世：讓智能手機充電數(shù)秒用一周
其結(jié)果是具有高導(dǎo)電核的超級電容，由涂覆二維材料外殼的數(shù)百萬條納米線所組成。研究人員解釋，該核心可為快速充放電實現(xiàn)快速的電子轉(zhuǎn)移，同時均勻涂覆的二維材料外殼則產(chǎn)生高能量與功率密度。
這項研究成果是首次展示二維材料在能量儲存應(yīng)用的潛力。“對于小型電子設(shè)備，我們的材料在能量密度、功率密度和周期穩(wěn)定性方面都超越了世界上的一般材料，”Choudhary說。
UFC納米科學(xué)技術(shù)中心、材料科學(xué)與工程系助理教授Yeonwoong“Eric”Jung，是這項研究的主要研究人員，目前正與UCF的技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室合作，針對研究團隊開發(fā)的新技術(shù)申請專利。
雖然這項研究仍待概念驗證，而不是準備好商業(yè)化的成果，但他表示，這項研究成果可望在未來的移動設(shè)備與電動車領(lǐng)域開啟更多應(yīng)用前景。
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