(下圖為高性能超級(jí)電容器電極的示意圖。左:場(chǎng)發(fā)射電子掃描顯微鏡和透射電子顯微鏡得到的圖像。右:納米結(jié)構(gòu)的部分示意圖。(來(lái)源:S.N. Bose國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)研究中心)
超級(jí)電容器作為一種性質(zhì)優(yōu)良的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備,具有超高的充/放電的速率,穩(wěn)定性也極佳,使用壽命也很長(zhǎng)并且能量密度也很高。想象一下如果你能在幾秒鐘之內(nèi)給你的手機(jī)充滿電,甚至給電動(dòng)汽車充滿電也用不了幾分鐘,超級(jí)電容器在不遠(yuǎn)的將來(lái)就能實(shí)現(xiàn)這樣的情景。
盡管擁有良好的應(yīng)用前景,并且也具有比傳統(tǒng)電池更快的充電速度與續(xù)航能力,但是相應(yīng)的,超級(jí)電容器所占用的體積以及它的重量比相同容量的電池大得多。因此,很多科學(xué)家都在試圖解決這一問(wèn)題,希望能制備出綠色低成本的高性能輕質(zhì)超級(jí)電容器。
來(lái)自印度S.N. Bose國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)研究中心的兩位學(xué)者研發(fā)出了一種超級(jí)電容器,它的電極結(jié)構(gòu)比較特殊,外殼層是由氧化鎳與氧化鐵組成的復(fù)合材料,內(nèi)部包裹著導(dǎo)電性良好的鐵鎳合金。
在這周美國(guó)物理學(xué)會(huì)出版集團(tuán)的期刊《應(yīng)用物理雜志》上,他們的文獻(xiàn)報(bào)道了上述復(fù)合電極的合成方法。他們還做了跟其他電池的對(duì)比試驗(yàn)。由于氧化鎳和氧化鐵都是性價(jià)比非常高的環(huán)保材料,因此滿足綠色低成本超級(jí)電容的要求。
“復(fù)合電極表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)性質(zhì),它的電容量(儲(chǔ)存電能的能力)達(dá)1415法拉每克,能量密度達(dá)2.5安培每克,它的電阻非常小,而且功率密度非常高,” S.N. Bose國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)研究中心凝聚態(tài)物理與材料科學(xué)系的首席科學(xué)家,Ashutosh K. Singh這樣說(shuō)道?!八瑯泳哂泻芨叩难h(huán)穩(wěn)定性,換句話說(shuō),在經(jīng)過(guò)3000次充/放電后,該電極仍能具有原始容量的95%?!?




