2024年07月22日 星期一
記者從中科院上海硅酸鹽所獲悉，該所科學家已研製出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料具有極佳的電化學儲能特性，可用作電動車的“超強電池”：充電只需7秒鐘，即可續航35公里。相關研究成果已于18日發表在世界頂級期刊《科學》上。
超級電容器，是介於傳統電容器和電池之間的一種電化學儲能裝置。由於具有功率密度高、迴圈壽命長、安全可靠等特點，現已廣泛應用於混合電動汽車、大功率輸出設備等多個領域。如何讓超級電容器兼具高功率、高能量，長期以來科學家並沒有找到理想材料。
為破解這一難題，中科院上海硅酸鹽所聯合北京大學、美國賓夕法尼亞大學展開持續攻關。黃富強研究團隊最終發現，石墨烯是超級電容器電極的最佳選擇。
通過反覆試驗、設計、合成，黃富強研究團隊發現，氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現最佳。不僅能實現高能量密度、高功率密度，而且還可以通過使用水基電解液，做到無毒、環保、價格低廉、安全可靠。
據介紹，該新型石墨烯超級電容器體積輕巧、不易燃也不易爆，可採用低成本製備，實現規模生産。因性能較鉛酸、鎳氫等電池有明顯的競爭優勢，且在快速充放方面又遠遠優於鋰電池，因此該“超級電池”可廣泛應用於現有混合電動汽車、大功率輸出設備的更新換代。
