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快速充电和长时间运行曲线储能的突破
- 财经
- 2021-12-15 04:26:29
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在概念验证阶段,它在便携式应用中显示出巨大的潜力,包括一些实际应用,如电动汽车、电话和可穿戴技术。
这一发现今天发表在《自然能源》上,克服了大功率快充超级电容器面临的问题,即它们通常不能在狭小的空间内容纳大量能量。
该研究的第一作者李壮男博士(UCL化学)表示:“我们的新型超级电容器对于下一代储能技术非常有前景,因为它可以替代当前的电池技术或与之结合,从而为用户提供更大的功率。
“我们设计的材料将使我们的超级电容器具有高功率密度(即可以充电或放电的速度)和高能量密度(这将决定它可以使用多长时间)。通常情况下,你只能拥有以下特征之一,但我们的超级电容器可以同时提供这两个特征,这是一个关键的突破。
“此外,超级电容器可以弯曲到180度而不影响性能,并且不使用液体电解质,从而将爆炸风险降至最低,非常适合集成到弯曲的手机或可穿戴电子设备中。”
一个由化学家、工程师和物理学家组成的团队致力于这一新设计,该设计使用创新的石墨烯电极材料,其孔隙大小可以改变,从而更有效地存储电荷。这种调整可以最大化超级电容器的能量密度,达到创纪录的88.1 Wh/L(每升瓦时),这是碳基超级电容器有史以来最高的能量密度。
类似的快充商用技术能量密度相对较差,为5-8 Wh/L,而传统的慢充但长期运行的电动汽车用铅酸电池通常为50-90 Wh/L。
一种由石墨烯制成的新型柔性超级电容器可以弯曲到180度而不影响性能,并且它不使用液体电解质,从而将爆炸风险降至最低,使其非常适合集成到曲面手机或可穿戴电子设备中。信用:李壮男博士(UCL)
虽然这个团队研发的超级电容器的能量密度相当于铅酸电池的最新技术水平,但其功率密度却高出两个数量级,超过了每升1万瓦。