美國(guó)用新材料制更堅(jiān)固的超級(jí)電容器電極

超級(jí)電容器作為一種儲(chǔ)能設(shè)備，受到很大的歡迎。

移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、無(wú)人機(jī)和其他技術(shù)的爆炸式增長(zhǎng)，推動(dòng)了人們對(duì)需要能夠?yàn)榇祟愒O(shè)備提供動(dòng)力的新型輕量化材料的需求。據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)休斯頓大學(xué)(the University of Houston)和德州農(nóng)工大學(xué)(Texas A&M University)的研究人員利用由還原氧化石墨烯和芳綸納米纖維制成了結(jié)構(gòu)型超級(jí)電容器電極，而且此種電極比傳統(tǒng)的碳基電極更堅(jiān)固、更靈活。

(圖片來源：休斯頓大學(xué))

休斯頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)還證明，與傳統(tǒng)的建模方法(即多孔介質(zhì)模型)相比，基于該材料納米結(jié)構(gòu)建?？梢愿鼫?zhǔn)確地了解該復(fù)合電極中離子擴(kuò)散情況及其相關(guān)特性。

研究人員表示，更精確的建模法可以幫助研究人員找到更高效的新型納米結(jié)構(gòu)材料，而且此種材料能夠在重量更輕的情況下，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的電池壽命，提供更高的能量。

研究人員知道，接受測(cè)試的材料，即還原氧化石墨烯和芳綸納米纖維(或rGO/ANF)是一種很好的候選材料，因?yàn)槠渚邆浜軓?qiáng)的電化學(xué)和機(jī)械性能。超級(jí)電容器電極通常由多孔碳基材料制成，可實(shí)現(xiàn)高效的電極性能。而還原氧化石墨烯主要就由碳制成，芳綸納米纖維則提供了機(jī)械強(qiáng)度，增加了該電極的多功能性，讓其可用于軍事等多種應(yīng)用。該研究也正好由美國(guó)空軍科學(xué)研究辦公室資助。

目前的論文反映了研究人員對(duì)改進(jìn)建模，以發(fā)明新能源材料感興趣。研究人員表示：“我們想要的傳達(dá)的是，傳統(tǒng)模型，即基于多孔介質(zhì)的模型，在設(shè)計(jì)此類新型納米結(jié)構(gòu)材料以及探究此類材料用于電極或其他儲(chǔ)能設(shè)備時(shí)，可能還不夠精確。原因在于多孔介質(zhì)模型一般假設(shè)材料內(nèi)部的孔隙大小均勻，而不是測(cè)量該材料的不同尺寸和幾何特性。”