石墨烯制造出新超級電容

文/劉 霞

據(jù)每日科學網站近日報道，澳大利亞科學家用石墨烯制造出了一種更致密的超級電容，其使用壽命可與傳統(tǒng)電池相媲美，且能量密度為現(xiàn)有超級電容的12倍，可廣泛應用于可再生能源存儲、便攜式電子設備以及電動汽車等領域。相關研究發(fā)表在近期的《科學》雜志上。

超級電容一般由多孔的碳組成，其中灌滿了液體電解質（其主要作用是負責傳輸電荷）。超級電容的最大優(yōu)勢是使用壽命長和充電快捷，但其缺點也很明顯，那就是能量密度比較低，目前的超級電容的能量密度僅為5～8小時瓦/升，這意味著超級電容要做得很大或者必須經常充電。

現(xiàn)在，莫納什大學材料工程學教授李丹（音譯）領導的研究團隊研制出了一種能量密度為60小時瓦/升的超級電容，其能量密度可為目前的超級電容的12倍左右。李丹團隊將目光投向了材料界的后起之秀石墨烯。因為石墨烯的化學性能非常穩(wěn)定，而且導電性能卓越。

李丹團隊利用他們以前研發(fā)出的一種適應性石墨烯凝膠薄膜來制造新型超級電容中的致密電極。另外，他們使用傳統(tǒng)超級電容內的導體——液體電解質來控制亞納米尺度的石墨烯薄片之間的間隔。這種液體電解質有兩個作用：保持石墨烯薄片之間的微小間距以及導電。

與傳統(tǒng)“硬”的多孔碳很多不必要的大“孔”浪費了不少空間不同，李丹團隊使用石墨烯薄片制成的電極，在沒有損害多孔性的同時也讓能量密度達到了最大值。他們使用的方法與傳統(tǒng)造紙過程中使用的方法類似，這意味著這一方法很容易進行工業(yè)升級而且也具有成本優(yōu)勢。