有两种主要的传统方式来储存电能，你可以使用可充电电池来化学储存能量，这将储存相当多的能量高达350瓦时每公斤，但它会做得很慢，并且有限的充电周期。另一种选择是使用电容器，在一个简单的情况下，它基本上是两片金属片，中间有一层绝缘体。如果你施加电压，一些电荷就会流到薄片上，并被另一薄片上相反的电荷所吸引。因为它们不使用化学反应，电容器的充放电速度比电池快几千倍，而且它们浪费的热量少得多。
(c) Maxwell Technologies
" alt="麦克斯韦MC和BC超电容电池和模块">
问题是，传统电容器储存的能量不到电池的千分之一。为了增加这一点，你需要减少板之间的距离，以稳定电荷，并允许电容器在相同的电压下存储更多的能量。最近，通过使用含有离子液体的表面积很大的活性炭作为电解液，超级电容器的能量密度已经达到了铅酸电池的水平。
现在，刘晨光和他的同事们使用了石墨烯作为电极，石墨烯本质上是一层单原子厚度的石墨。这大概是能得到的最薄的电极了，他们已经改变了石墨，使其弯曲，而不会平躺和堆叠。这意味着离子液体电解质可以进入两层之间，并产生一个非常有效的电容器。它们可以储存80到136 wh /kg的电量，这和10-15年前的标准电池镍氢电池一样好。这听起来可能不太令人印象深刻，直到你意识到它可以在几秒钟或最多几分钟内充电，而不是锂离子电池的几个小时。
这既能让电动汽车充电的速度和你通常加满汽油的速度一样快，又能让它成为快速储存大量能量的理想选择，比如当你在混合动力汽车中急刹车时。
评论
添加注释