讓移動(dòng)設(shè)備在幾分鐘內(nèi)充飽電，仍然是能量?jī)?chǔ)存研究人員們積極追求的神圣目標(biāo)。如今，美國(guó)中央佛羅里達(dá)大學(xué)(University of Central Florida；UCF)的研究人員團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出能夠比一般電池儲(chǔ)存更多能量且經(jīng)成千上萬(wàn)次充放電也不至于導(dǎo)致性能退化的柔性超級(jí)電容，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這一里程碑。

來(lái)自中央佛羅里達(dá)大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心(NanoScience Technology Center)的研究團(tuán)隊(duì)宣稱，采用高度優(yōu)化的超級(jí)電容，取代一般的移動(dòng)設(shè)備與電動(dòng)車電池，即可實(shí)現(xiàn)超快速充電的性能。

在進(jìn)行測(cè)試期間，超級(jí)電容在經(jīng)過(guò)30萬(wàn)次以上的充電后，并未失去其能量?jī)?chǔ)存的功能，這將有助于解決導(dǎo)致鋰離子電池在使用18個(gè)月后電荷減少的性能退化問(wèn)題。此外，超級(jí)電容的充電速度也比一般電池更快。

“如果用這些超級(jí)電容取代一般電池，你就可以在幾秒鐘內(nèi)為手機(jī)充飽電，而不需要一星期充電好幾次了，”負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的UCF博士后研究人員Nitin Choudhary表示。這項(xiàng)研究并發(fā)表于最新的《ACS Nano》期刊中。

Choudhary與其他研究人員開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于使用納米材料，進(jìn)一步縮減了超級(jí)電容的尺寸——超級(jí)電容通常要比一段鋰離子電池更大，才足以儲(chǔ)存相當(dāng)?shù)哪芰俊?/p>

具體來(lái)說(shuō)，研究團(tuán)隊(duì)嘗試將新發(fā)現(xiàn)的二維材料應(yīng)用于只有幾個(gè)原子厚度的超級(jí)電容器上，開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單的化學(xué)合成方法，整合現(xiàn)有的材料與這些新材料。

其結(jié)果是具有高導(dǎo)電核的超級(jí)電容，由涂覆二維材料外殼的數(shù)百萬(wàn)條納米線所組成。研究人員解釋，該核心可為快速充放電實(shí)現(xiàn)快速的電子轉(zhuǎn)移，同時(shí)均勻涂覆的二維材料外殼則產(chǎn)生高能量與功率密度。

這項(xiàng)研究成果是首次展示二維材料在能量?jī)?chǔ)存應(yīng)用的潛力。“對(duì)于小型電子設(shè)備，我們的材料在能量密度、功率密度和周期穩(wěn)定性方面都超越了世界上的一般材料，”Choudhary說(shuō)。

UFC納米科學(xué)技術(shù)中心、材料科學(xué)與工程系助理教授Yeonwoong “Eric” Jung，是這項(xiàng)研究的主要研究人員，目前正與UCF的技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室合作，針對(duì)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新技術(shù)申請(qǐng)專利。

雖然這項(xiàng)研究仍待概念驗(yàn)證，而不是準(zhǔn)備好商業(yè)化的成果，但他表示，這項(xiàng)研究成果可望在未來(lái)的移動(dòng)設(shè)備與電動(dòng)車領(lǐng)域開(kāi)啟更多應(yīng)用前景。