日前，澳大利亞莫納什大學(xué) ARC 二維材料先進(jìn)制造研究中心（AM2D）的科研人員在儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，相關(guān)成果已于9月16日發(fā)表在《自然?通訊》上。

他們開發(fā)出了一種新型碳基材料，能夠使超級(jí)電容器在保持快速充放電優(yōu)勢(shì)的同時(shí)提供相當(dāng)于傳統(tǒng)鉛酸電池的存儲(chǔ)性能。這一成果有望推動(dòng)電動(dòng)交通、電網(wǎng)穩(wěn)定和消費(fèi)電子等領(lǐng)域的新一代應(yīng)用。

與依靠化學(xué)反應(yīng)的電池不同，超級(jí)電容器是一類通過(guò)靜電方式儲(chǔ)能的裝置，但此前的關(guān)鍵限制在于，碳材料中可用于儲(chǔ)能的表面積有限。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)整材料的熱處理方式，可以顯著提升表面積利用率。

團(tuán)隊(duì)開發(fā)的核心材料是一種新型架構(gòu) —— 多尺度還原氧化石墨烯（M-rGO），其原料來(lái)源于天然石墨，這種材料在澳大利亞儲(chǔ)量豐富。

研究人員利用快速熱退火工藝，制備出一種高度彎曲的石墨烯結(jié)構(gòu)，形成精確的離子傳輸通道，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)高能量密度和高功率密度，這種組合在單一裝置中極為罕見。

研究成員、AM2D 研究員佩塔爾?約瓦諾維奇（Petar Jovanovi?）博士表示，當(dāng)將該材料組裝成袋式電池后，超級(jí)電容器展現(xiàn)出以下性能：

體積能量密度最高達(dá) 99.5 Wh/L（采用離子液體電解質(zhì)）；

功率密度高達(dá) 69.2 kW/L；

快速充電能力及優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

他指出：“這些性能指標(biāo)已躋身碳基超級(jí)電容器的最高水平，更重要的是，該工藝具備可擴(kuò)展性，并與澳大利亞原材料高度兼容。”

共同作者、莫納什大學(xué)孵化企業(yè) Ionic Industries 首席技術(shù)官菲利普?艾奇森（Phillip Aitchison）博士表示，這項(xiàng)技術(shù)正在進(jìn)入商業(yè)化階段。

“Ionic Industries 的成立目的正是將此類創(chuàng)新推向市場(chǎng)。目前我們已在生產(chǎn)商用規(guī)模的石墨烯材料，并與能源儲(chǔ)存領(lǐng)域的合作伙伴推進(jìn)應(yīng)用落地，在需要兼顧高能量與快速功率輸出的場(chǎng)景中發(fā)揮作用?！?/p>

來(lái)源：IT之家

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