電力儲存碳海綿技術


德州大學奧斯汀分校的研究人員已經開發出一種創新的3D碳,它可以當作大幅強化的超級電容(supercapacitor)使用,可儲備電力供作電動車與消費性電子裝置等使用。

研究人員表示,這個多孔新材質能夠提供更多電荷,使得超級電容的效能大躍進,為這類電力儲存裝置開啟許多前所未有的潛在應用的大門。

「我們合成了一個新的類似海綿的碳,每一公克具有高達3,100平方英尺的表面(兩公克就擁有相當於一個足球場的表面)。它還擁有較高的導電性,在進行最佳化之後,也擁有很棒的散熱管理功能」,該大學團隊領導人Rodney Ruoff表示,「生產這個多孔碳的程序隨時都可轉化成業界的層級。」

超級電容有點類似電池,它們皆可以儲存電荷,但是電池是透過比較費時的化學反應來作用,意味著電力的儲存與釋放相對較慢。另一方面,超級電容儲存電荷的方式類似於靜電,能夠更快提供電力,而且比電池更省電,但是通常容納比較少的電荷。

由德州大學奧斯汀分校研究人員所開發出的新的碳材質可望改變此一現狀。由它所製造的超級電容擁有趨近於鉛酸電池的電力容量,同時保有超級電容的較高電力密度特性。

這個新材質結合了兩種電力儲存系統的特性,Ruoff指出,為了合成這種碳材質,該團隊先使用微波爐來讓氧化石墨脫落,然後用氫氧化鉀來進行處理,最後創造出全部都是細微孔洞的碳—基本上就是個海綿,在結合電解質之後,就可以儲存龐大的電荷。

這項研究的下一步就是確認該材質的正確形狀。Ruoff向美國能源部的Brookhaven國家實驗室求助,運用全世界最高密度的顯微鏡來檢視它的奈米級結構。他們的觀察確認了Ruoff的假設,這個合成碳是新的3D材質,擁有高度彎曲、單一原子厚度的碳結晶牆,上面有許多細微小孔。

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