的研究人员在一篇论文中说与电池在化学反应中储存能量不同,硅超级电容器通过在多孔材料表面组装离子来储存电能。研究人员表示,因此,它们往往在几分钟内充电和放电,而不是几个小时,可以运行几百万次,而不是像电池那样需要几千次。
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“这些属性允许商业超级电容器,制成的活性炭,捕捉一些利基市场,如储存能量被公共汽车和电动汽车再生制动系统,并提供所需的电流脉冲调整巨型风力涡轮机叶片的风环境的改变。超级电容器的电能存储能力仍然落后于锂离子电池,因此它们太笨重,无法为大多数消费设备供电。然而,它们正在迅速赶上。”
范德比尔特团队表示,他们使用了多孔硅——一种通过电化学腐蚀硅片表面而制成的具有可控和明确的纳米结构的材料。这让他们创建与最佳纳米结构超级电容器电极表面,但它留给他们一个主要的问题:硅通常被认为是不适合在超级电容器中使用,因为它容易与一些化学物质反应电解质提供存储电荷的离子,研究人员说。
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为了改善这种情况,研究人员说,他们在多孔硅表面涂上碳,发现它在化学上稳定了硅表面。当他们用它来制造超级电容器时,他们发现石墨烯涂层比那些由无涂层多孔硅制成的材料提高了两个数量级以上的能量密度,明显优于商用超级电容器。
卡里品脱是,领导发展的机械工程助理教授表示,该集团目前正在采用这种方法开发能量储存,可以在多余材料中形成或在太阳能电池和传感器的未使用后侧。超级电容器将储存过量的电力,即在午间在中午产生的电力,并在下午的需求峰值时释放它。
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