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事实上,近年来,类似的报道颇多,什么“新一代超级电容几分钟充满可跑500公里”,知乎上也有不少“如何评价‘某某研发出一分钟充满电新电池!’这一新闻? ”每次相关研究已出,总是新闻带动起业内相关人士的一阵兴奋,但是,从研发到实际生产使用的距离有多远?知乎上一名同学就此次新材料所作的回答或值得思考。(下文摘自知乎)
实验室中的性能突破,但说工业化还为时尚早
本文在炭基材料超级电容器上,通过掺氮,使得有序介孔炭材料具有了电化学活性,具有赝电容的工作能力,而且在能量密度上达到了铅酸电池的41Wh/kg,功率更是保持了超级电容中一贯的优势。文章中详细的表征了该材料的电化学性能,在不同种电解液中的工作能力,反应机理等等,此处我也不一一详解了,总之,说它在超级电容领域,实现了突破,是不夸张的。
但是说它想要实用化呢?我这里有几个问题。
(1)成本
文章中使用的制备工艺1是典型的模板法:
用SiO2模板,然后CVD用CH4和NH3做碳氮源,长出材料,再用氢氟酸腐蚀掉模板,得到材料,不仅如此,之后还要用浓硝酸处理,提高氮含量。
你知道这套工艺量产材料有多贵么?
实际上,SiO2模板来产材料,产率一定不高,模板制备就有一定成本。然后CVD制备材料,如果你的材料是论重量而不是论面积来生产,那成本一定妥妥的是醉了的节奏;之后还要用剧毒的氢氟酸来腐蚀,危险的东西防护成本有多高大家想想,最后还有个浓硝酸处理,嗯……环评过起来一定很困难。
在这套技术在实验室里很普遍,做研究没有问题,但如果非说它明天就实用化,嗯,做梦呢……
当然了,本文作者也说了他们还采用了相对更为经济(inexpensive)的工艺,大概就是不用模板了,直接做溶胶凝胶,然后再CVD合成。
问题还是:溶胶凝胶对于工业也不是什么便宜货,然后还是用CVD.....反正你成本上就是没竞争力。
(2)整体定位
虽然我们的记者朋友已经为该材料定了一个“充7秒跑35公里”的性,但是我觉得我们应该看看作者对于自己工作的展望。对于超级电容方面的应用,该作者意味深长地用了一个词,叫potentially可以和电池来竞争。所以作者也没说它一定要和电池短兵相接嘛,先做好电容领域中的老大其实是比较实际的。而且最后这个可以与铅酸、镍氢匹敌的评价后,最后谈到锂离子,作者非常客观的用了一个词: perhaps。
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