美研制出高性能超級電容材料

美國加州大學(xué)洛杉磯分校亨利·薩穆埃利工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員，成功研制出一種新的超級電容材料，并證明其能快速地存儲和釋放能量，有望廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)、混合動力汽車的再生制動系統(tǒng)等能源傳送系統(tǒng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在4月14日出版的《自然·材料學(xué)》雜志上。

由材料科學(xué)和工程學(xué)教授布魯斯·杜恩領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊合成出了一種氧化鈮，并證明其擁有穩(wěn)定的儲能能力。這種新材料將被用在“超級電容”內(nèi)。超級電容是一種兼具鋰離子電池的高儲能能力和普通電容的快速傳送能量的設(shè)備。

該論文的主要作者、杜恩的研究生維羅妮卡·奧古斯丁表示:“我們的最新研究正在模糊電池與超級電容之間的界限，最新發(fā)現(xiàn)很好地摒棄了電容和電池的不足之處。”電池能有效地存儲能量但不能很好地交付能量，因為載荷子(離子)通過固體電池材料時移動得很慢;而電容的儲能能力一般比較低。

科學(xué)家們表示，最新技術(shù)有望使設(shè)備能快速充滿電，這些設(shè)備可廣泛應(yīng)用于從移動電子學(xué)到工業(yè)設(shè)備等各方面。例如，使用了超級電容的捕能系統(tǒng)可以為港口上的裝載起重機提供能量，減少諸如柴油等碳氫燃料的使用。

杜恩強調(diào)，盡管用這種材料制造電極邁出了關(guān)鍵的第一步，但是，為了獲得實用的具有高能量密度、能在1 分鐘內(nèi)充滿電的設(shè)備，未來，我們必須在納米尺度或超越納米尺度的工程學(xué)領(lǐng)域取得突破。