澳科學(xué)家用石墨烯制造出超級(jí)電容

澳大利亞科學(xué)家用石墨烯制造出了一種更致密的超級(jí)電容，其使用壽命可與傳統(tǒng)電池相媲美，且能量密度為現(xiàn)有超級(jí)電容的12倍，可廣泛應(yīng)用于可再生能源存儲(chǔ)、便攜式電子設(shè)備以及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》雜志上。
超級(jí)電容一般由多孔的碳組成，其中灌滿了液體電解質(zhì)(其主要作用是負(fù)責(zé)傳輸電荷)。超級(jí)電容的最大優(yōu)勢(shì)是使用壽命長(zhǎng)和充電快捷，但其缺點(diǎn)也很明顯，那就是能量密度比較低，目前的超級(jí)電容的能量密度僅為5—8小時(shí)瓦/升，這意味著超級(jí)電容要做得很大或者必須經(jīng)常充電。
現(xiàn)在，莫納什大學(xué)材料工程學(xué)教授李丹(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)研制出了一種能量密度為60小時(shí)瓦/升的超級(jí)電容，其能量密度可為目前的超級(jí)電容的12倍左右。李丹團(tuán)隊(duì)將目光投向了材料界的后起之秀石墨烯。因?yàn)槭┑幕瘜W(xué)性能非常穩(wěn)定，而且導(dǎo)電性能卓越。
李丹團(tuán)隊(duì)利用他們以前研發(fā)出的一種適應(yīng)性石墨烯凝膠薄膜來(lái)制造新型超級(jí)電容中的致密電極。另外，他們使用傳統(tǒng)超級(jí)電容內(nèi)的導(dǎo)體——液體電解質(zhì)來(lái)控制亞納米尺度的石墨烯薄片之間的間隔。這種液體電解質(zhì)有兩個(gè)作用：保持石墨烯薄片之間的微小間距以及導(dǎo)電。
與傳統(tǒng)“硬”的多孔碳很多不必要的大“孔”浪費(fèi)了不少空間不同，李丹團(tuán)隊(duì)使用石墨烯薄片制成的電極，在沒(méi)有損害多孔性的同時(shí)也讓能量密度達(dá)到了最大值。他們使用的方法與傳統(tǒng)造紙過(guò)程中使用的方法類似，這意味著這一方法很容易進(jìn)行工業(yè)升級(jí)而且也具有成本優(yōu)勢(shì)。