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伦敦帝国理工学院开发新一代超级电容器 成本更低/能量密度更高

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58京牌 超级电容器具有充电快、功率密度高的特点,能满足的不同要求。,伦敦帝国理工学院(Imperial College London)和伦敦大学学院(UCL)的研究人员,生产出一种成本更低、更可持续、能量密度更高的电极材料,可用于超级电容器,或将促进相关技术发展。

(图片来源:帝国理工学院)

研究团队利用造纸行业的生物基副产品——木质素,来制造具有更高储能能力的独立电极。

 

该团队利用木质素代替昂贵的基于石墨烯的碳,并制造出一种独立式结构。这种结构更轻、更小,而且不会影响储能能力,因此很适合用于短距离电动汽车,如客车、出租车和有轨电车,并且可以在乘客上下车的时间内进行充电。

帝国理工学院的研究人员Dr. Maria Crespo Ribadeneyra表示:“现在,城市地区的环境污染问题日益受到关注。在这种情况下,超级电容器成为市区电动交通的理想选择,然而由于其生产成本较高,未得到充分重视。我们的研究基于低成本、可持续的生物基材料,与其他众多昂贵的替代品相比,这种材料每单位体积可以储存的能量更多。对于汽车行业来说,这尤为重要,因为优化空间和组件成本具有关键意义。”

研究人员表示,这将有助于减少对锂等关键材料的依赖性。将几张单独的碳纸压在一起以小体积储存更多电荷的想法,具有创新意义,并有潜力颠覆现有结构发展趋势。想象一下,电极不是由手机壳或车顶支撑,它就是外壳或车顶。

 

该团队将电纺木质素纳米纤维垫压缩成致密结构。通过减少无益于储能的微米级孔隙的数量,来调整电极的内部微结构,同时保持能够存储电荷的单个纤维的孔隙率。本项研究采用领先的成像技术(类似于X射线)对内部3D微结构进行观察。研究人员表示:“从电池、燃料电池再到超级电容器,了解其中使用材料的微结构,这是改良当前技术的关键。”

目前,该团队致力于将这项技术投入商用。他们正在开发一种可应用于商业设备的新型超级电容器,其中使用的电解质耐腐蚀且更具成本效益。

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