美國製成新型超級電容 充電僅需200微秒

http://big5.ce.cn/gate/big5/intl.ce.cn/qqss/201010/18/t20101018_21897171.shtml

據美國物理學家組織網近日報道，美國科研人員製成了一種新型超級電容(DLC)，只需不到1毫秒的時間即可完成充電，並在交流電路的測試中獲得了成功。相關論文發表在近期出版的《科學》雜誌上。

超級電容也稱雙電層電容器，是一種新型儲能裝置，能在幾秒鐘內完成充電，此外還具有容量大、功率高、使用壽命長、經濟環保等特點，在數位相機、掌上電腦、新能源汽車等領域都有著廣泛的應用價值。

超級電容主要通過導體的表面來存儲電荷，因此用於存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。目前超級電容大多采用多孔化活性炭結構來擴大儲能面積，這種龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離，使其與普通電容相比儲能容量更大，與電池相比能量傳遞速度更快。但就某些設備而言，這區區幾秒的充電時間仍然顯得有些長。

由美國JME公司(位於俄亥俄州謝克海茨市的一家電容公司)總裁約翰·米勒所帶領的一個研究團隊，對超級電容的結構和電極進行了新的設計，使其充電的時間縮短到了200微秒(人類每次眨眼的時間約為0.2秒—0.4秒，即20萬微秒—40萬微秒)。新的電極由美國維吉尼亞州威廉瑪麗學院的羅恩·奧特洛設計。整體由一組與底座垂直的石墨烯基片構成：石墨烯基片只有一個原子厚，由等離子體化學沉積而成；其基座由 10奈米厚的石墨製成。米勒形象地稱其為“一組600奈米高的土豆片並排站在一起”。實驗顯示，與原先的多孔化活性炭結構製成的超級電容相比，新電容效率更高，能在更短的時間內完成充電。

據米勒的研究小組稱，這種新型超級電容不但能夠取代比其大6倍的傳統電容以騰出更多的空間，還能更好地平抑電路中的電壓波動。此外，該電容還在一個交流整流濾波電路的測試中獲得了成功，而先前由於多孔化活性炭電阻率明顯大於金屬，超級電容曾一度被認為不能用於交流電路。

羅恩·奧特洛說，下一步他們還將設法使石墨烯薄片更長更平行，以在最大電容量和離子流最小束縛中找到一個平衡點，使超級電容發揮出更好的性能。而隨著重量和尺寸逐漸縮小，超級電容還將在航空、航太、軍事等更多領域獲得應用。