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中科院上海硅酸鹽所科學家成功研制出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料具有極佳的電化學儲能特性，可用作電動車的“超強電池”：充電只需7秒鐘，即可續(xù)航35公里。相關研究成果已于18日發(fā)表在期刊《科學》上。
12月20日消息，超級電容器，是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學儲能裝置。由于具有功率密度高、循環(huán)壽命長、安全可靠等特點，現(xiàn)已廣泛應用于混合電動汽車、大功率輸出設備等多個領域。然而，超級電容器并非“完美”，其核心問題在于，能量密度低。如何讓超級電容器兼具高功率、高能量，長期以來科學家并沒有找到理想材料。
黃富強介紹，與傳統(tǒng)電極材料相比，石墨烯有四大突出優(yōu)勢：其一，高比表面積有利于產(chǎn)生高能量密度；第二，超高導電性有利于保持高功率密度；第三，化學結構豐富有利于引入贗電容，提高能量密度；第四，特殊的電子結構有利于優(yōu)化結構與性能關系。
通過反復試驗、設計、合成，黃富強團隊發(fā)現(xiàn)，氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現(xiàn)最佳。不僅能實現(xiàn)高能量密度、高功率密度，而且還可以通過使用水基電解液，做到無毒、環(huán)保、價格低廉、安全可靠。
據(jù)介紹，該新型石墨烯超級電容器體積輕巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制備，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。因性能較鉛酸、鎳氫等電池有明顯的競爭優(yōu)勢 ，且在快速充放方面優(yōu)于鋰電池，該“超級電池”可應用于現(xiàn)有混合電動汽車、大功率輸出設備的更新?lián)Q代。A股中中國寶安、方大炭素、烯碳新材等上市公司，涉及石墨烯相關業(yè)務。 |
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