由石墨烯制成的超级电池
更好的储能技术对于发展更节能的社会是不可或缺的,无论是通过平滑风力涡轮机的间歇输出,利用动能还是延长便携式电子设备的性能。
在电化学反应中储存能量的电池提供高储存密度,但在充电或放电时相对较慢 - 限制了它们的使用。电化学电容器或“超级电容器”在电极和电解质之间的界面处存储电荷。它们是一种更快速的储能形式,但容量却相当低。
表面积越大,储存能量的能力越大。石墨烯具有两种性质,使其成为制造超级电容器的理想材料:极高的表面积和最快的导电性。然而,在实践中,石墨烯片粘在一起,降低了石墨烯电极的功能表面积并阻碍了该技术。
加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员现在已经展示了一种由石墨烯制成的电化学电容器,这种碳素是一个原子厚度的碳片,可以存储与传统电池一样多的能量,但充电速度可以提高1000倍。
埃及开罗大学化学家Maher El-Kady及其同事使用标准激光划线技术制备了石墨烯,这种技术更常用于将标签和图像蚀刻到DVD上。研究人员在一张带有氧化石墨涂层的LightScribe- DVD上进行了报道 。读/写头中的红外激光器将堆叠的氧化石墨片剥离到剥离良好的石墨烯片中。然后他们用两个相同的“激光刻划”石墨烯电极,离子多孔隔板和电解质构建了一个对称的超级电容器。
“我们的初步计算表明整个过程对于商业应用是可行的,”El-Kady说。“我们的石墨烯电极也可以任意弯曲而不会改变其电气特性,因此我们有一个梦想设备可以存储足够的能量来为便携式电子设备供电,同时符合塑料太阳能电池等柔性电子产品的蓬勃发展。”
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