北京
日前，澳大利亞莫納什大學 ARC 二維材料先進制造研究中心（AM2D）的科研人員在儲能技術領域取得重大突破，相關成果已于9月16日發表在《自然?通訊》上。
他們開發出了一種新型碳基材料，能夠使超級電容器在保持快速充放電優勢的同時提供相當于傳統鉛酸電池的存儲性能。這一成果有望推動電動交通、電網穩定和消費電子等領域的新一代應用。
與依靠化學反應的電池不同，超級電容器是一類通過靜電方式儲能的裝置，但此前的關鍵限制在于，碳材料中可用于儲能的表面積有限。研究團隊發現，通過調整材料的熱處理方式，可以顯著提升表面積利用率。
團隊開發的核心材料是一種新型架構 —— 多尺度還原氧化石墨烯（M-rGO），其原料來源于天然石墨，這種材料在澳大利亞儲量豐富。
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構，形成精確的離子傳輸通道，從而同時實現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，當將該材料組裝成袋式電池后，超級電容器展現出以下性能：
體積能量密度最高達 99.5 Wh/L（采用離子液體電解質）；
功率密度高達 69.2 kW/L；
快速充電能力及優異的循環穩定性。
他指出：“這些性能指標已躋身碳基超級電容器的最高水平，更重要的是，該工藝具備可擴展性，并與澳大利亞原材料高度兼容。”
共同作者、莫納什大學孵化企業 Ionic Industries 首席技術官菲利普?艾奇森（Phillip Aitchison）博士表示，這項技術正在進入商業化階段。
“Ionic Industries 的成立目的正是將此類創新推向市場。目前我們已在生產商用規模的石墨烯材料，并與能源儲存領域的合作伙伴推進應用落地，在需要兼顧高能量與快速功率輸出的場景中發揮作用。”
來源：IT之家
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