據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，萊斯大學(xué)研究人員發(fā)明了一種以納米管為基礎(chǔ)的固態(tài)超級電容器，它有望集高能電池和快速充電電容器的最佳性質(zhì)于一個(gè)裝置中，以適合極限環(huán)境下使用，相關(guān)研究成果發(fā)表在《碳雜志》上。

　　雙電層電容器(EDLCs)一般被稱為超級電容器，擁有比標(biāo)準(zhǔn)電容器多幾百倍的能量，同時(shí)還有快速充電和放電的能力。但是基于液態(tài)或凝膠電解質(zhì)的傳統(tǒng)，EDLCs在過熱或過冷的狀況下會發(fā)生故障，萊斯團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超級電容器利用一種氧化物電介質(zhì)的固態(tài)納米級表層取代電解質(zhì)，避免了這一問題。

　　超大容量電容器的關(guān)鍵是讓電子的棲息地有更多的表面積，而在地球上沒有任何東西比碳納米管在這方面的潛能優(yōu)勢更大。當(dāng)投入運(yùn)用時(shí)，納米管會自組裝成密集、對齊的結(jié)構(gòu)，當(dāng)被轉(zhuǎn)化為自組裝的超級電容器后，每個(gè)納米管束的長度都比寬度多500倍，而一個(gè)小芯片可能有上千萬個(gè)納米束。

　　萊斯團(tuán)隊(duì)首先為這個(gè)新裝置培植了大量由15毫微米到20毫微米的納米束單壁碳納米管組成的長達(dá)50微米的陣列，這個(gè)陣列繼而會被轉(zhuǎn)化為一個(gè)銅電極，該銅電極的涂層由金和鈦組成，這能助其提高附著力和電穩(wěn)定性。為提高導(dǎo)電性能，納米管束(原電極)會摻雜硫酸，然后會被通過原子層沉積(ALD)的方法，涂上一層氧化鋁(介電層)和摻雜了鋁的氧化鋅(反電極)的薄膜。

　　這種儲能器適用范圍廣，小至納米電路的芯片、大到整個(gè)發(fā)電廠，都能從中獲益。研究人員卡里-品特稱，沒有人采用這么大縱橫比的材質(zhì)和類似ALD的方法組建過這一裝置，這種超級電容器能在高頻循環(huán)下存儲電荷，并能自然地整合到材料中。

　　萊斯實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家羅伯特-豪格稱，這種新的超級電容器具有穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，所有的能量儲存器的方案都將會密切整合到很多裝置中，包括柔性顯示器、生物植入物、多種傳感器和其他電子裝置，它們都能從快速充電和放電中獲益。

　　(轉(zhuǎn)載自中國傳動網(wǎng))