新型超级电容器材料有望获得广泛应用!


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材料牛注:近日,荷兰学者研发出一种高性能超级电容器材料,其潜在应用包括电子、运输和能源存储设备等。

阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所的David Eisenberg博士和Gadi Rothenberg教授在“可持续化学——燃料电池”项目的辅助试验中发现了一种新型超级电容器材料。在初始阶段,这是一种被用作燃料电池固相催化电极的材料,在对这种材料进行表面改性后,研究人员制备出一种结构良好的化合物,它包含大量的可以快速进行氧化还原反应的区域,这使其在超级电容器上的测试性能优异。

据Eisenberg介绍,企业一直希望制作出低成本、重现性好且对环境污染小的电子设备。虽然文献中有许多关于高性能电子材料的报导,但这些材料的大规模制备往往受限于其高昂的价格。相比之下,这种新型电容器材料具有许多应用优势,包括:质量轻、价格便宜、无毒并且适合于大规模制备。

作为能量存储装置,超级电容器是电容器和电池的“性能结合体”。通常,电池具有高能量密度(可存储大量能量),但其功率密度较低(充放电缓慢)。而电容器则与电池性能“互补”:功率密度高(可快速传递能量)而能量密度低。电池利用其整体进行电荷存储,而电容器仅利用其表面。超级电容器通过快速离子吸附进行电荷分离,之后与表面分子快速进行氧化还原反应。与普通的电解电容相比,它的能量密度更高;与普通电池相比,它的功率密度更高。

通常,超级电容器被用于需要快速充放电的循环系统中。其应用实例包括保护电子电路免受功率波动,汽车和电梯中的再生制动,相机闪光灯突发模式的功率传输等。

原文参考地址:Chemists invent new supercapacitor materials

感谢材料人编辑部王宇提供素材。

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