美研发出石墨烯超级微型电容器

2013-03-07 09:54  来源:科技日报

  据英国《每日邮报》在线版近日消息称,美国科学家最近研发出一种以石墨烯技术为基础的超级电容器,其充电速率远远高于普通电池,用其为一部iPhone手机充满电仅仅需要5秒钟。由于使用石墨烯材料,该超级电容器体积超小且整合性强,被认为将带来手机、新能源汽车等行业的革命。

  为了实现产品的微型化,研究小组选择了只有一个原子厚度的石墨烯材料。而更令人惊奇的是,制造这种超级电容器并不需要高精尖的设备器械,一台普通的DVD刻录机就可以完成整个生产过程。

  此前,制造微型超级电容器的传统光刻工艺,需要大量的人力劳动,因而很难降低产品的成本及价格,阻碍了其商业化前景。而如今使用普通DVD刻录机的光速写技术,只需传统生产成本的一小部分,就能够实现批量化的大规模生产。研究小组就表示,使用这种技术 ,他们利用廉价材料在一个光盘上制造100多个微型超级电池,只花费了不到半个小时的时间。

  除了生产工艺,该超级电容器在产品设计上也颇下了一番工夫。一般而言,为使超级电池获得最大的存储能力,正负电极的安放位置方式必须尽量实现表面积最大化。研究小组最初的设计,是把多层石墨烯材料像三明治里的面包片那样,堆叠而成电极,但效果不佳。

  经过改进,在最新的设计中,他们将石墨烯电极如互相交织的手指那般并排放置。结果证明,这种方式最大化伸展了电极的表面积,远比堆叠法具备更高的存储能力。

  加州大学洛杉矶分校工程及应用科学学院教授理查德·卡奈尔说,对于超级电容器来说,它再“快”也不过是数量上的升级,“小”才是其最大价值。他表示:“一直以来,电子产品的微型化、小型化,常常会遭遇储能系统方面的阻碍。过大的电池体积,拖累了整个产品的灵活小巧”。而新型超级电容器不但拥有较小的体积,且可以轻易整合到其他配件当中。

  该研究小组称,正在积极与配件生产企业联系,推动该产品的市场化发展。(张梦然)

责任编辑: 房小葵
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