昆士蘭科技大學(xué) (QUT) 的研究人員已采取措施開(kāi)發(fā)新的儲(chǔ)能設(shè)備。該設(shè)備是一種混合超級(jí)電容器，旨在提供能量存儲(chǔ)方面的優(yōu)化功能。通常在電子設(shè)備中，能量存儲(chǔ)使用電池或超級(jí)電容器，它們各有優(yōu)點(diǎn)和局限性。

電池可以儲(chǔ)存大量能量，但放電緩慢。另一方面，超級(jí)電容器只能存儲(chǔ)大約電池可存儲(chǔ)能量的十分之一，但超級(jí)電容器釋放能量的速度要快得多。超級(jí)電容器通常用作智能手機(jī)、相機(jī)和筆記本電腦中的輔助電源，其使用壽命比電池長(zhǎng)得多。QUT 研究人員擁有一種新的儲(chǔ)能設(shè)備，其能量密度接近鎳氫電池，同時(shí)提供與超級(jí)電容器相當(dāng)?shù)墓β仕?，比鋰電池高出約十倍。

該團(tuán)隊(duì)使用了一種獨(dú)特的電極排列，使該設(shè)備能夠填補(bǔ)低功率電池和低能量超級(jí)電容器之間的重要空白。這種創(chuàng)造為新的應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。新設(shè)備具有電極材料的不對(duì)稱排列，使其具有強(qiáng)大的儲(chǔ)能發(fā)展?jié)摿ΑＰ略O(shè)備以高電流速率循環(huán) 10,000 次充電/放電循環(huán)，并保留了其初始存儲(chǔ)容量的 90% 左右。

這大約是電池能夠存活的充電/放電循環(huán)次數(shù)的兩倍。該團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)新設(shè)備時(shí)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是在單個(gè)設(shè)備中平衡合適的電容器型負(fù)極與電池型正極。QUT 研究人員與來(lái)自查謨 IIT 和慕尼黑工業(yè)大學(xué)的國(guó)際研究人員團(tuán)隊(duì)合作。

研究人員將化學(xué)改性的石墨烯與稱為 MOF 的納米結(jié)構(gòu)金屬有機(jī)框架相結(jié)合。MOF 訪問(wèn)納米柱以分離石墨烯層并通過(guò)化學(xué)機(jī)制存儲(chǔ)電荷。石墨烯可以通過(guò)電容機(jī)制提供與 MOF 的電連接和強(qiáng)附加電荷。該團(tuán)隊(duì)將其描述為雙贏局面。