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这不是又一个“更好电池”的商业计划
当一种电池替代技术提出时,我通常的反应都是先运行一段时间看看。因为任何类型电池的构建都是一个复杂的过程,又有谁知道有多少公司为了生产高性能且可靠的电池,付出了比石墨烯多得多呢。然而,公司提供的,哪怕仅仅在价值链上前进了一丁点,也绝对是值得一看的。
石墨烯超级电容器
另一种方法就是彻底忘记电池,而采用不同的方式储存能量。虽然电容器甚至是超级电容器并非什么新的概念,但是二维材料的导电性以及高的比表面积,使得石墨烯成为一种潜在的竞争者,至少从理论上讲是如此。
超级电容器和电子器件中的电容器最主要的不同在于,超级电容器不依赖两个电极间的电介质。因此,电容器分离电荷,而超级电容器通过吸附在电极材料上的离子双电层储存能量。超级电容器中的电化学双层大约比电容器电介质薄1000倍。
很有挑战性。利用目前优化的技术,使用活性碳,很容易将比表面积提高到1500m2/g。最佳的碳电极比表面积已经达到3000m2/g。但是,迄今为止,最好的石墨烯也只有1500m2/g的比表面积。
限制的因素在于还没有能力生产适用于超级电容器的石墨烯。通常的生产方法会使得薄膜紧紧的粘在一起、比表面积减小,导致材料难以加工。有望取得突破的是由韩国研究人员开发的称之为“pompoms”的石墨烯制备方法。
超级电容器在能量储存方面的应用最吸引人的地方在于,它能够达到锂离子电池或铅酸电池完全无法承受的非常高的充放电速率。这可用于开发释放能量迅速的能量储存,如电动汽车的动力能源载体,或者是那些需要快速放电的应用,如为电动汽车或电动工具提供启动动力。
使用石墨烯基超级电容器的Zap&Go充电器,可在5分钟内为智能手机充电。
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