(文章來源:十輪網(wǎng))
不管怎么扯、怎么拉都不會損壞的超級電容有望問世。最近美國科學(xué)家通過在硅芯片上打造一座皺巴巴的納米碳管森林,研發(fā)出縱使伸長8倍,也不影響性能的超級電容。
超級電容跟電池一樣可以存儲電力,只是方法略有不同,其中電池是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電荷,超級電容則是被動電子組件,充放電不依靠化學(xué)反應(yīng)、也無法自己發(fā)電,主要從分離出的電荷中存儲能量,它具有充放電時間短、壽命長、功率密度高等特點(diǎn),因此能提供汽車在起步、加速、上坡等瞬間輸出要求。
而超級電容跟電池的相似點(diǎn),大約就是一樣又硬又脆吧,有許多科學(xué)家都想要研發(fā)更輕便、可撓的儲能技術(shù),其中美國密西根州立大學(xué)(MSU)與杜克大學(xué)(Duke University)團(tuán)隊也不例外,他們的目標(biāo)是研發(fā)出能承受任何拉扯、扭曲、彎曲的創(chuàng)新設(shè)備,畢竟若是電源的大小、性能與可撓度會大大影響產(chǎn)品設(shè)計萌生想法。
為了實(shí)現(xiàn)理想,該團(tuán)隊首先在硅芯片上生長百萬支直徑15納米、高度約20-30微米的納米碳管,打造一座“納米碳管的森林”,最后再森林上方復(fù)上一層金納米薄膜當(dāng)作集電器,進(jìn)一步降低電阻提高功率密度。
接下來科學(xué)家把金色納米層面朝下放到一個已經(jīng)拉長4倍的彈性基材,放上去后再把基材縮回原本的大小,讓金色薄膜、納米碳管整個擠成一團(tuán)(如首圖),最后再把凝膠電解質(zhì)灌入。杜克大學(xué)電機(jī)與計算機(jī)工程教授Jeff Glass表示,這些皺褶讓小空間有著大容量效果,進(jìn)而增加電荷容納量。
只要存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集,超級電容的容量也就越大,目前科學(xué)團(tuán)隊已經(jīng)研發(fā)出郵票大小的可撓超級電容,研究人員指出,新型超級電容拉長8倍照能運(yùn)行,10,000次充放電循環(huán)性能僅下降幾個百分點(diǎn),且當(dāng)4個超級電容串聯(lián)在一起時,可以為一只2伏特的卡西歐手表供電一小時半。
MSU機(jī)械工程助理教授Changyong Cao表示,雖然研究還有許多進(jìn)步空間,但團(tuán)隊已經(jīng)可以開始將設(shè)備集成到其他可撓的電線、傳感器系統(tǒng)中,打造新的可撓設(shè)備,而團(tuán)隊也認(rèn)為,未來超級電容有機(jī)會成為穿戴式設(shè)備或是生物醫(yī)學(xué)等助一臂之力。
(責(zé)任編輯:fqj)
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