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标题: 浸渍技术改进超级电容器 [打印本页]

作者: update 时间: 2011-10-8 14:09
标题: 浸渍技术改进超级电容器

扫描电子显微镜图像显示，纳米结构的石墨烯-锰氧化物电极表面覆盖导电的碳纳米管（顶部）和聚合物（底部）。

一个简单的窍门，可以提高先进超电容器或超级电容器存储电荷的性能。这项技术是由斯坦福大学（Stanford University）的研究人员开发的，可以使用新型纳米电极材料，储存更多能量。

虽然超级电容器可提供快速能量爆发，而且充电次数比电池多很多，不会丧失它们的存储容量，但是，它们可存储能量只有电池的十分之一，这就限制了它们的应用。为了提高它们的能量密度，研究人员集中使用具有更大表面积的电极材料，如石墨烯和碳纳米管，它们可容纳更多携带电荷的离子。

斯坦福大学的研究小组是由崔毅（Yi Cui）和包哲南（Zhenan Bao）领导，他们用的复合电极，是用石墨烯和锰氧化物制成。锰氧化物被认为是一种有吸引力的电极材料，因为“首先，锰是丰富的，所以它的成本非常低，”崔毅说。“它也有较高的理论容量，可以存储离子，用于超级电容器。”然而，在过去，它的使用受限于低导电性，这使得输送离子进出这种材料都很困难。

研究人员浸泡了这种复合电极，就浸泡在碳纳米管溶液中，或导电聚合物溶液中。这种涂层提高了电极的导电性，因而也提高了它们的电容，就是存储电荷的能力，分别提高了20％和45％。研究人员报道了他们的成果，论文在线发表在《纳米快报》（Nano Letters）杂志上。

“这是一个重要的进步，” 秦路畅（Lu-Chang Qin）说，他是教堂山（Chapel Hill）北卡罗来纳大学（University of North Carolina）物理学教授，最近开发出类似的石墨烯-锰氧化物电极。这些结果“有望带来新一代超级电容器，” 秦路畅说。不过，他指出，斯坦福大学的研究小组还没有测量新电极的能量密度。秦路畅与日本研究人员合作，用碳纳米管石墨烯制成电极。这些电极的能量密度都是每公斤155瓦时，可媲美镍氢电池（nickel–metal hydride batteries）。

江博尔（Bor Jang）是纳米技术及仪器公司（Nanotek Instruments）的创始人之一，这家公司在俄亥俄州（Ohio）代顿（Dayton），制作石墨烯电极，用于超级电容器，他说，这种新电极可能缺乏能量密度。此外，他说，“结合石墨烯、锌锰和导电聚合物或碳纳米管，可能会超量毁伤。”

其他人已取得高得多的电容数值，用的是石墨烯金属氧化物或导电聚合物电极。然而，崔毅说，最令人兴奋的是，这项新成果是这样一种简单的浸渍技术，可以提高电容。他说，可用这项技术改善导电性的，还有其他电极材料，如硫，硅和磷酸锂锰（lithium manganese phosphate），从而可以提高锂离子电池的性能。崔毅和他的同事正努力改善电池电极，使用的就是这种新方法。

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作者: redplum 时间: 2011-10-11 10:35
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