超級電容器正在成為一項關鍵的實用存儲技術可用于高能效運輸也可用于可再生能源例如電網緩沖這些設備具有傳統電容器的優勢可以迅速傳輸高密度電流以滿足需求也具有電池的優勢可以存儲大量電能

    二氧化錳-碳納米管-海綿電極的特征a透視圖下的三維大孔分層二氧化錳-碳納米管-海綿電極;b二氧化錳均勻沉積在碳納米管海綿結構上;c高倍放大的多孔二氧化錳納米粒子在碳納米管海綿上的情況插圖顯示的形態是單個二氧化錳花狀粒子

    超級電容器可提供一種低成本的替代能源取代充電電池用于各種設備如電動工具移動電子產品以及電動汽車一些汽車制造商都在探索的概念是結合超級電容器與鋰離子電池作為下一代的能源存儲系統用于混合動力汽車盡管電容器的能量密度遠低于電池但是它的功率密度高得多這使它們可以產生爆發性電能有助于新一代汽車在加速時具有同等或更好的速度勝過傳統的汽油引擎車輛同時可以顯著降低油耗

    研究人員現在已制成新型高性能海綿超級電容器使用的是一種簡單而可升級的方法已經報道了他們的研究就在最近出版的《納米快報》NanoLetters上題為《高性能納米結構超級電容器采用海綿》High-PerformanceNanostructuredSupercapacitorsonaSponge研究小組是在阿卜杜拉國王科技大學KAUSTKingAbdullahUniversityofScienceandTechnology就在沙特阿拉伯小組領導是胡薩姆N.•阿爾謝里夫HusamN.Alshareef他們表明這種三維電極可能有巨大的優勢勝過傳統的混合電極材料

    我們表明超級電容器電極的制備采用大孔結構可以提高超級電容器的速度和單位電容specificcapacitance阿爾謝里夫說我們一直在用海綿因為它們提供了新穎的令人興奮的特性不同于紙和織物首先海綿具有尺寸更均勻的孔隙第二纖維素cellulose或聚酯纖維polyesterfibers相互連接實際上不需要結這樣連續涂抹納米材料就容易得多因為沒有結需要穿過

    這種基于海綿的超級電容器設計和制造都是阿卜杜拉國王科技大學的研究小組進行的他們使用了一種簡單而可擴展的方法他們的制造過程包括四個簡單的步驟首先用水和丙酮acetone清潔一塊市售海綿;然后干燥后切成小絲帶;這些絲帶要涂上碳納米管油墨;最后研究人員采用電解沉積使二氧化錳納米粒子沉積到涂有碳納米管的海綿上

    因為碳納米管的機械柔韌性以及大孔海綿纖維素和碳納米管之間很強的范德華vanderWaals相互作用所以碳納米管很容易涂到海綿骨架上使這種絕緣海綿高度導電只需要采用一種簡單的浸漬和干燥工藝阿爾謝里夫解釋說

    研究碳納米管涂層海綿時研究人員發現它仍然保持著分層大孔性質其中錯綜聚集的孔隙保持敞開可以流過電解液

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