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超级电容是什么?不含碳超级电容问世

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-11-28  来源:商通网  作者:本站原创  浏览次数:8
核心提示:超级电容的发展对于我们的经济发展来说是比较重要的一环,据悉近年来,超级电容因充放电速度快、功率密度高等因素成为能源储存系统的研究热门。目前超级电容都是利用比表面积大的碳基材料制成,比如碳纳米管、石墨烯以及活性炭等。如今,有科学家研制出了首个不含碳的超级电容,同时性能还超过了碳基材料。此不含碳基的电容材料优化后,储电潜力可能是目前碳基超级电容的3倍。

超级电容的发展对于我们的经济发展来说是比较重要的一环,据悉近年来,超级电容因充放电速度快、功率密度高等因素成为能源储存系统的研究热门。目前超级电容都是利用比表面积大的碳基材料制成,比如碳纳米管、石墨烯以及活性炭等。如今,有科学家研制出了首个不含碳的超级电容,同时性能还超过了碳基材料。此不含碳基的电容材料优化后,储电潜力可能是目前碳基超级电容的3倍。

英国当地时间10月10日,上述研究成果在权威杂志《自然》的子刊《自然材料》(NatureMaterials)上在线发表。研究者为美国麻省理工学院(MIT)化学系的副教授MirceaDinc?等6人的团队。

以往的含碳的超级电容一般在生产过程中需要800℃以上的高温以及刺激性强的化学物质,新的不含碳超级电容则不需要。

MirceaDinc?的团队研制出的不含碳的超级电容,是用一种金属—有机框架材料的(metal-organicframeworks,MOFs)Ni3(HITP)2代替此前的含碳材料。MOFs具有像海绵一样的多孔性结构,其表面积比碳基材料大很多,而超大表面积对于超级电容性能表现非常重要。因为超级电容的电容和充电—放电速率分别与表面积和电导率成比例,所以在超级电容中一般尽可能选用比表面积大的材料。不过,MOFs有一个大的缺陷,它们没有超级电容要求的电子传导性。MirceaDinc?表示,虽然他们认为让MOFs具有导电性被认为极其困难,但他们最终展现了MOFs非常好的离子传导性能。

测试表明,新超级电容充放电1万次后储能损失不到10%,在许多关键性能参数的表现上,已经相当于甚至超越了现有的碳基材料的超级电容。

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