美研制成超级电容可瞬间充电

6月13日，美国德克萨斯大学奥斯汀科克雷尔工程学院的研究人员在材料科学和机械工程学教授罗德尼·鲁夫的带领下，制成了一种新型超级电容（DLC），可在不到1毫秒的时间内可完成充电。据悉，该电容已在交流电路的测试中获得了成功。

据了解，超级电容也称双电层电容器，是一种新型储能装置。通常能在几秒钟内完成充电，此外还具有容量大、功率高、使用寿命长、经济环保等特点，在数码相机、掌上电脑、新能源汽车等领域都有着广泛的应用价值。

超级电容主要通过导体的表面来存储电荷，因此用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集，其电容量越大。据悉，目前现有的超级电容大多采用多孔化活性炭结构来扩大储能面积，这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离，使其与普通电容相比储能容量更大，与电池相比能量传递速度更快。不过，就某些设备而言，区区几秒的充电时间仍然显得有些长，因此科研人员一直在试图进一步缩短其充电时间。

美国俄亥俄州谢克海茨市JME电容公司总裁约翰·米勒表示，这次研发实际上是对此前的超级电容的结构和电极进行了新的设计，使其充电的时间缩短到了200微秒。而人类每次眨眼的时间约为0.2秒至0.4秒，即20万微秒至40万微秒，这种超级电容的充电时间比人类眨眼时间还短。

据了解，该电容整体由一组与底座垂直的石墨烯基片构成：石墨烯基片只有一个原子厚，由等离子体化学沉积而成；其基座由10纳米厚的石墨制成。米勒形象地称其为“一组600纳米高的土豆片并排站在一起”。实验显示，与原先的多孔化活性炭结构制成的超级电容相比，新电容效率更高，能在更短的时间内完成充电。

研究小组称，这种新型超级电容不但能够取代比其大6倍的传统电容以腾出更多的空间，还能更好地平抑电路中的电压波动。此外，该电容还在一个交流整流滤波电路的测试中获得了成功，而先前由于多孔化活性炭电阻率明显大于金属，超级电容曾一度被认为不能用于交流电路。

罗德尼·鲁夫教授表示，下一步他的科研小组还将设法使石墨烯薄片变得更长、更平行，以在最大电容量和离子流最小束缚中找到一个平衡点，使超级电容发挥出更好的性能。另外，据他介绍，随着重量和尺寸逐渐缩小，超级电容还将在航空、航天、军事等更多领域获得应用。