新型超级电容器让手机几分钟内充满电

admin 2020-11-21 17:09:50

  据国外媒体报道,由于一种激进的新电池技术,能在几分钟内充满电的手机很快就会变成现实。名叫超级电容器的这种以晶片的形式出现的材料,能把手机套、汽车底盘,甚至是墙壁变成快速充电电池。

  美国范德比尔特的研究人员表示,他们已经首次成功打造出这项技术的功能健全的原型机。其中一名研究人员卡里-宾特说:“据我们所知,这些装置首次证明了我们可以制造一种能在储存和释放大量电流的同时,又能经受住振动或冲击等现实存在的静载荷和动力考验的材料。”宾特和安德鲁-威斯多弗研制的这种新装置是一种超级电容器,它储存电流的方式是通过让带电离子聚集到多孔材料表面,而非像现在的电池一样通过化学反应储存这些离子。因此这些超级电容器能在几分钟内储满电或者是充电,并不需要几小时,而且它能循环使用数百万次,并不像现在的电池一样只能使用数千次。

  宾特说:“当你能把能量与建设系统的成分结合在一起时,它就打开了科技可能性的全新世界的大门。突然间,以健康、娱乐、旅行和社交为基础设计的科技产品的能力,将不再受到插座和外部电源的限制。”超级电容器只储存比当前电池少10倍的电量,但是它们的续航时间却比后者长一千倍,这意味着可以把它们建在墙体和汽车底盘里。宾特说:“当你把电能储存在需要结构整体性的重型材料里时,电池的性能指标会发生变化。超级电容器储存的电能比当前使用的锂离子电池少10倍,但是它们的续航时间却比后者长一千倍。也就是说它们更适合于结构应用。如果它们很快就会失去作用,每隔几年就需要更换一次,把它们当做建设住宅、汽车底盘或者飞行器的材料就没有什么意义了。”

  宾特和威斯多弗在5月19日发表在在线杂志《纳米快报(Nano Letters)》上的一篇论文中称,他们的新结构的超级电容器在压强高达44磅/平方英尺(约合6千帕)和振动加速度超过80 g(比喷气发动机涡轮叶片承受的压力和振动明显更大)的环境下,在储藏电荷和释放电荷方面的操作堪称完美。此外,该装置的机械强度并不会影响它的电能储存能力。宾特说:“我们的超级电容器在未被拆封、结构完整的情况下,能储存更多电能,而且与已拆封的、现货供应的商用超级电容器相比,它能在更高的电压下正常运行,并且在强烈的动态和静态压力下也不例外。”

这个微小晶片意味着你能在很短时间里为你的所有电子产品充电:超导材料能在大约几秒内充满电,而且比传统电池的体积更小。

结构超级电容器的侧面露出蓝色的聚合体电解液,它把硅电极粘合在一起。这种超级电容器储存电流的方式是通过让带电离子聚集到多孔材料表面,而非像现在的电池一样通过化学反应储存这些离子。

安德鲁-威斯多弗(左)、约翰-迪恩和卡里-宾特正在欣赏他们的超级电容器。该科研组表示,他们已经首次成功打造出这项技术的功能健全的原型机。

工程师把一个沉重的笔记本电脑悬挂在超级电容器上,用来演示它的强度到底有多好。

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