【導(dǎo)讀】一直以來，電子產(chǎn)品的微型化、小型化，常常會遭遇儲能系統(tǒng)方面的阻礙。美研制出微型石墨烯超級電容器，這種利用單原子層碳制成的電池很容易生產(chǎn)，也很容易與電子產(chǎn)品結(jié)合到一起，甚至有可能促使更小的手機誕生。
美國研究人員近日公布了他們研制的一種新型電池，這種電池能在幾秒內(nèi)給手機，甚至是汽車充滿電。這種名叫微型石墨烯超級電容器的裝置的充電或者 是放電速度比常規(guī)電池快100倍到1000倍。這種利用單原子層碳制成的電池很容易生產(chǎn)，也很容易與電子產(chǎn)品結(jié)合到一起，甚至有可能促使更小的手機誕生。
該科研組表示，他們的新突破不僅將會導(dǎo)致充電更快的手機和汽車誕生，而且也會催生更小的電子產(chǎn)品。加州大學(xué)洛杉磯分校亨利•薩繆理工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的材料科學(xué)教授理查德•卡納說：“儲能設(shè)備與電路相結(jié)合具有很大挑戰(zhàn)，它經(jīng)常會對整個系統(tǒng)的小型化產(chǎn)生很大限制。”
圖題：美研制出微型石墨烯超級電容器
研究人員為了研制這種新的微型超級電容器，他們采用兩維碳片，即石墨烯，它在第三維只有單原子那么厚。該科研組還發(fā)現(xiàn)一種能夠輕松生產(chǎn)這種電池的方法， 即采用標(biāo)準(zhǔn)DVD刻錄機。研究員艾爾•卡迪說：“制造微型超級電容器的傳統(tǒng)方法涉及到勞動密集型光刻技術(shù)，事實證明，這種方法很難制造出符合成本效益的裝置，因此它大大限制了它們的商業(yè)應(yīng)用。而我們采用消費檔次的光雕刻錄，用比傳統(tǒng)裝置低很多的成本大面積生產(chǎn)石墨烯微型超級電容器。采用這項技術(shù)后，我們能用便宜材料，在不到30分鐘的時間里，在一個單一的光盤上生產(chǎn)超過100個微型超級電容器。”
為了產(chǎn)生一個高效超級電容器電池，研究 人員需要分開安裝兩個電極，以便讓它們中間的可用表面積達到最大化。這么做會導(dǎo)致超級電容器儲存更多電荷。以前的設(shè)計把一層層石墨烯堆疊在一起，當(dāng)做電 極，這就如同三明治上的面包片。然而，這種做法在電子電路上并不起作用。在新設(shè)計中，研究人員以相互交叉的形式，把電極并排安裝，這與相互交叉的手指類 似。這么做有助于擴大兩個電極的可用表面積，并減少電解液里的離子需要傳播的路線。因此新型超級電容器具備比堆疊對比物更強的充電能力和速度性能。研究人員表示，人們甚至可以在家制作這種東西。
艾爾•卡迪說：“這種方法非常簡單、成本低效率高，而且能在家中生產(chǎn)。我們只需一個DVD刻錄機和分散在水里的氧化石墨，這種材料能以很低的價 格在市場上買到。”該科研組表示，現(xiàn)在他們希望能與電子產(chǎn)品生產(chǎn)商合作?？{說：“目前我們正在尋找商業(yè)合伙人，幫助我們大量生產(chǎn)我們的石墨烯微型超級電 容器。”
理查德•卡納說，對于超級電容器來說，它再“快”也不過是數(shù)量上的升級，“小”才是其最大價值。他表示：“一直以來，電子產(chǎn)品的微型化、小型化，常常會遭遇儲能系統(tǒng)方面的阻礙。過大的電池體積，拖累了整個產(chǎn)品的靈活小巧。”而新型超級電容器不但擁有較小的體積，且可以輕易整合到其他配件當(dāng)中。
