讓移動設備在幾分鐘內充飽電，仍然是能量儲存研究人員們積極追求的神圣目標。如今，美國中央佛羅里達大學(University of Central Florida；UCF)的研究人員團隊開發(fā)出能夠比一般電池儲存更多能量且經(jīng)成千上萬次充放電也不至于導致性能退化的柔性超級電容，進一步實現(xiàn)這一里程碑。
來自中央佛羅里達大學納米科學技術中心(NanoScience Technology Center)的研究團隊宣稱，采用高度優(yōu)化的超級電容，取代一般的移動設備與電動車電池，即可實現(xiàn)超快速充電的性能。
在進行測試期間，超級電容在經(jīng)過30萬次以上的充電后，并未失去其能量儲存的功能，這將有助于解決導致鋰離子電池在使用18個月后電荷減少的性能退化問題。此外，超級電容的充電速度也比一般電池更快。
“如果用這些超級電容取代一般電池，你就可以在幾秒鐘內為手機充飽電，而不需要一星期充電好幾次了，”負責這項研究的UCF博士后研究人員Nitin Choudhary表示。這項研究并發(fā)表于最新的《ACS Nano》期刊中。
Choudhary與其他研究人員開發(fā)這項技術的關鍵在于使用納米材料，進一步縮減了超級電容的尺寸——超級電容通常要比一段鋰離子電池更大，才足以儲存相當?shù)哪芰俊?/p>
具體來說，研究團隊嘗試將新發(fā)現(xiàn)的二維材料應用于只有幾個原子厚度的超級電容器上，開發(fā)出一種簡單的化學合成方法，整合現(xiàn)有的材料與這些新材料。
其結果是具有高導電核的超級電容，由涂覆二維材料外殼的數(shù)百萬條納米線所組成。研究人員解釋，該核心可為快速充放電實現(xiàn)快速的電子轉移，同時均勻涂覆的二維材料外殼則產(chǎn)生高能量與功率密度。
這項研究成果是首次展示二維材料在能量儲存應用的潛力。“對于小型電子設備，我們的材料在能量密度、功率密度和周期穩(wěn)定性方面都超越了世界上的一般材料，”Choudhary說。
UFC納米科學技術中心、材料科學與工程系助理教授Yeonwoong “Eric” Jung，是這項研究的主要研究人員，目前正與UCF的技術轉移辦公室合作，針對研究團隊開發(fā)的新技術申請專利。
雖然這項研究仍待概念驗證，而不是準備好商業(yè)化的成果，但他表示，這項研究成果可望在未來的移動設備與電動車領域開啟更多應用前景。
