近日,美国加州大学洛杉矶分校亨利·萨穆埃利工程与应用科学学院的研究人员,乐成研制出一种超级电容质料,并证明其能快速存储和释放能量。该质料有望广泛应用于都市电网、混合动力汽车的再生制动系统等能源传送系统。相关研究结果发表在4月14日出书的《自然·质料学》杂志上。
由质料科学与工程学教授布鲁斯·杜恩领导的科研团队合成出了一种氧化铌质料,具有稳定的储能能力,可用在“超级电容”内。所谓“超级电容”,是一种兼具锂离子电池高储能能力和普通电容快速传送能量的设备。
一般而言,电池能有效地存储能量但不能很好地交付能量,因为载荷子(离子)通过固体电池质料时移动得很慢;而电容的储能能力一般比力低。“我们的最新研究正在模糊电池与超级电容之间的界限,最新发现很好地摒弃了电容和电池的不足之处。”团队成员维罗妮卡·奥古斯丁说。
科学家们体现,该技术有望使设备能快速充电,从而可应用于从移动电子学到工业设备等各个领域。例如,使用了超级电容的捕能系统可以为口岸上的装载起重机提供能量,减少诸如柴油等碳氢燃料的使用。
杜恩强调,尽管用这种质料制造电极迈出了第一步,但若要获得具有高能量密度、能在1分钟内充满电的设备,还需在纳米尺度或逾越纳米尺度的工程学领域取得突破。