多年來,科學家們一直在研究新的儲能方法??茖W家們一直在研究替代現代鋰離子電池的一件事是超級電容器。今天超級電容器的問題是它們無法存儲某些用途所需的能量。一組科學家研制出一種新型超級電容器,采用導電納米金剛石作為電極材料。
結果是一種高性能的儲能設備,適用于長時間快速充電和放電的應用。超級電容器的一大好處是它能夠比傳統(tǒng)電池更快地充電和放電。它們也可以持續(xù)或更長時間。
這種能力使它們非常適合電動汽車的再生制動、可穿戴電子產品等使用場景。現代超級電容器的一大問題是能量密度低。團隊使用摻硼納米金剛石作為電極。選擇這種材料是因為該團隊知道摻硼金剛石具有廣泛的潛在窗口,使高能量存儲設備能夠隨著時間的推移保持穩(wěn)定。
該團隊使用一種叫做微波等離子體輔助化學氣相沉積的方法來制造這些電極,并通過測試它們的特性來檢查它們的性能。在具有硫酸水溶液電解質的基本雙電極系統(tǒng)中,電極產生比傳統(tǒng)電池高得多的電壓,從而為超級電容器帶來更高的能量和功率密度。
然后,該團隊探索了如果將電解質改為飽和的高氯酸鈉溶液,電極是否會顯示相同的結果。這種設置導致電壓產生大大增加。目前尚不清楚這種類型的超級電容器何時或是否會投入生產。