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得益于超级电容器的突破,未来电子产品充电可能只需几秒钟

装饰图片。插上电源的智能手机(图片来源:人工智能生成的图像)
装饰图片。插上电源的智能手机(图片来源:人工智能生成的图像)
莫纳什大学(Monash University)的一个研究小组开发出了一种新型碳基材料,它能使超级电容器储存与铅酸电池同样多的能量,同时还能更快地提供电力。莫纳什大学的一家分拆公司目前正在将这一突破进行商业化。
Science Concept / Prototype

莫纳什大学(Monash University)的一个研究小组开发出了一种新型碳基材料,这种材料可使超级电容器存储更多的能量,克服了阻碍其在紧凑型设备中应用的一个主要限制。自然-通讯》(Nature Communications)杂志详细介绍了这一成果,它可能会开创新一代能源存储设备。

超级电容器以其充电和放电速度极快而闻名。.但超级电容器因其体积能量密度低而臭名昭著,这意味着与电池相比,超级电容器的体积存储的能量要少得多。莫纳什大学的研究团队利用一种名为多尺度还原氧化石墨烯(M-rGO)的新型材料结构解决了这一问题。

这种材料由天然石墨通过快速热处理工艺制成,形成了一种由高度弯曲和缠结的石墨烯晶体组成的独特结构。研究人员有了一个反直觉的发现--研究人员发现,这种弯曲结构可以让电解质中的离子深入材料的内层空间,他们将这一过程称为 "电化学层间扩张"。这意味着有更多的表面积用于能量存储。

结果非常出色。在组装成袋装电池装置时,新材料的体积能量密度达到 99.5 Wh/L,可与铅酸电池媲美。它还显示出 69.2 kW/L 的高功率密度。

这一发现可以让我们制造出快速充电的超级电容器,其存储的能量足以在许多应用中取代电池,而且可以更快地提供能量。-Majumder 教授

莫纳什大学的一家衍生公司 Ionic Industries 目前正在将这项技术商业化,该公司正与合作伙伴合作将这种新材料推向市场。如果成功,我们就能看到在几秒钟内就能充满电的超快速充电设备。

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Chibuike Okpara, 2025-09-19 (Update: 2025-09-19)