一個(gè)國(guó)際研究小組開(kāi)發(fā)了一種由石墨烯和碳納米管組成的超級(jí)電容器，聲稱它足夠靈活到可以被織進(jìn)衣物里面，并且其可能強(qiáng)大到足以真正替代用于便攜式設(shè)備的電池。這種新型超級(jí)電容器的充放電次數(shù)能夠超過(guò)10000個(gè)周期，也有望比目前的電池更輕，充電更快，更穩(wěn)健。

來(lái)自新加坡南洋理工學(xué)院、中國(guó).北京.清華大學(xué)和俄亥俄州.克利夫蘭.凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的研究人員通過(guò)加熱、鍵合微尺度的石墨烯片和碳納米管形成一個(gè)連續(xù)、互相連通的絲網(wǎng)來(lái)制備超級(jí)電容器。報(bào)道結(jié)果顯示這個(gè)復(fù)雜的混合纖維如此密集以至于它的電容表面積高達(dá)396平方米/克（4262平方英寸）。研究人員說(shuō)，這使其具有300法拉/立方厘米的電容和6.3微瓦/立方毫米的體積能量密度，這實(shí)際上就意味著新開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器功率相當(dāng)于一個(gè)4伏、500微安的鋰離子薄膜電池。這足以運(yùn)行許多目前可用的低功率器件以及電子元件，比如發(fā)光二極管等。

至今該研究小組在實(shí)驗(yàn)室的連續(xù)融合過(guò)程中（此過(guò)程每小時(shí)生產(chǎn)將近1米產(chǎn)物，即3英寸）已經(jīng)生產(chǎn)出50米（164英寸）長(zhǎng)的交織纖維。預(yù)計(jì)按比例增加，這個(gè)制備過(guò)程最終可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模上大量生產(chǎn)超級(jí)電容器纖維，降低其價(jià)格并增加其實(shí)用性。研究人員說(shuō)：“這種纖維超級(jí)電容器即使在結(jié)束數(shù)百次循環(huán)工作之后，仍然可以連續(xù)工作而沒(méi)有性能損失?！边@種纖維超級(jí)電容器可以被連續(xù)彎曲變形并仍然保持充電和結(jié)構(gòu)完整性，因此，當(dāng)這種超級(jí)電容器材料在商業(yè)上變得可行時(shí)，它可能被織進(jìn)衣服、背包、鞋子和其他物品中來(lái)生產(chǎn)一個(gè)可穿戴的電力系統(tǒng)。

反過(guò)來(lái)，這款超級(jí)電容器還可以為其他設(shè)備供電，如醫(yī)療顯示器、GPS設(shè)備或任何其他各式各樣的裝備，使我們更加自由地移動(dòng)。它也可以被織成織物用于為士兵裝備提供能量，或被納入到其他材料形成供電裝置，甚至可以作為電子書(shū)閱讀器的封面和電池。

但比這更重要的是，石墨烯和碳納米管超級(jí)電容器的低質(zhì)量、高體積密度可以解決電動(dòng)汽車的緊迫問(wèn)題：重量。這款超級(jí)電容器的體積只有蓄電池的一部分，充放電次數(shù)可以超過(guò)1萬(wàn)次(充電電池一般不到1千次)，因此這種超輕的能量?jī)?chǔ)存可能就是電機(jī)工業(yè)所祈禱的答案。再者，利用此超級(jí)電容器可彎折的性質(zhì)，它可以密集地填充在汽車的任意空間，而不用考慮形狀的問(wèn)題。因此，電動(dòng)車設(shè)計(jì)師就可以更自由地設(shè)計(jì)車輛，無(wú)需特意找一塊既大且平的空間來(lái)容納電池。

雖然仍然有許多工作要做，但是這種新型材料將會(huì)作為固有組件開(kāi)辟全新的電力存儲(chǔ)設(shè)備途徑，而不是作為分離設(shè)備的附屬物。這項(xiàng)研究最近發(fā)表在《自然》雜志。

來(lái)源：石墨烯網(wǎng)

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