中國粉體網(wǎng)訊  據(jù)BBC網(wǎng)站報道，想象一下，把電動汽車充電時間由數(shù)小時縮短至數(shù)分鐘,，或者在數(shù)秒鐘內(nèi)即可給智能手機充滿電,，是不是很奇妙？

這是研究人員描述的誘人前景,。研究人員認(rèn)為他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新材料，能提升碳基超級電容器的性能,。超級電容器是一種能量存儲裝置,，不但充電速度非常快,，放電速度同樣也非�,？臁�

Superdielectrics公司研究主管唐納德·海格特（Donald Highgate）博士表示,，他最初為軟性隱形眼鏡開發(fā)的一種材料,，在保持靜電場方面也非常出色。

簡而言之,，超級電容器不像傳統(tǒng)電池那樣通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,，它們形成靜電場。

海格特正在與布里斯托爾大學(xué)和薩里大學(xué)合作,，開發(fā)采用這種新型聚合物的超級電容器,，并希望它們最終能夠媲美甚至超越鋰離子電池——前提是他們能夠在量產(chǎn)中復(fù)制原型產(chǎn)品性能。

到目前為止,，超級電容器擅長的是快速提供電能——例如啟動汽車發(fā)動機,，或者在加速時給火車提供動力。它們也非常適合汽車在制動時收集能量,，這使它們成為電動汽車的重要組成部分,。

在平衡供需時，全國性電網(wǎng)使用超級電容器快速提供電能,。

韓國首都首爾希望在2020年前有3500輛由超級電容器供電的公共汽車投入使用,，這種公共汽車也將在中國上海投入使用。自2010年以來,，歐洲汽車制造商標(biāo)致雪鐵龍一直在汽車中使用超級電容器,。超級電容器制造商Maxwell科技公司稱，目前已有超過100萬輛汽車使用其產(chǎn)品,。

BBC表示,，但迄今為止，超級電容器在存儲大量電能,，或者長期存儲電能方面的表現(xiàn)并不特別好,。

這就是所謂的能量密度（即每公斤電池能夠存儲的能量）低，這使得超級電容器與鋰離子電池相比處于明顯劣勢。

英國國家物理實驗室研究員加雷思·海因茲（Gareth Hinds）表示,，“超級電容器相對于傳統(tǒng)電池的兩大優(yōu)勢,，是快得多的充電和放電速度，以及更長的使用壽命,。缺點是它們往往成本相對較高,，而且只能存儲夠使用數(shù)秒鐘，或者最多數(shù)分鐘的電能,�,！�

例如，當(dāng)利用超級電容器為工廠裝配線上的工具供電時,，這不是問題,。一旦放回到充電座中，它可以在數(shù)秒鐘內(nèi)完成充電,。

但是,，如果用于電動汽車或公共汽車，可能每行駛數(shù)英里就需要充電,。

超級電容器制造商Skeleton在愛沙尼亞,、德國和芬蘭都開展業(yè)務(wù)，該公司首席執(zhí)行官,、聯(lián)合創(chuàng)始人大衛(wèi)·馬蒂伯克（Taavi Madiberk）表示,，該公司的超級電容器產(chǎn)品包含有石墨烯層（排列成六邊形晶格的單層碳原子）和其他碳基材料。

馬蒂伯克說,，這些石墨烯層有著巨大的表面積,，1克石墨烯表面積可以達(dá)到2000平方米。這使得超級電容器可以存儲多得多的電能,。

Skeleton的產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用在混合動力汽車中,，特別是公共汽車和貨車。馬蒂伯克說,，在一次試驗中,，他們在一輛為超市送貨的柴電動力廂式貨車上安裝了超級電容器，“油耗降低了32%”,。

但他承認(rèn),，從短期來看，將超級電容與鋰離子電池相結(jié)合,，可能是同時享受這兩種技術(shù)優(yōu)勢的最佳方式,，特別是在電動汽車中。

另一家位于法國南部的超級電容器制造商NaWa首席執(zhí)行官烏里克·格拉普（Ulrik Grape）對此表示贊同,，并表示,，“雖然不能儲存大量電能，但超級電容器響應(yīng)時間很快。因此超級電容器可以用于加速和制動時的能量回收——對電池使用壽命影響較大——可能使電池的預(yù)期壽命翻一番,，甚至達(dá)到原來的三倍,。”

格拉普解釋說,，NaWa的技術(shù)利用了“垂直排列的碳和石墨烯納米管,，納米管表面能存儲電能”。

這些涂有另外一種碳基材料的納米管非常細(xì),，每平方厘米能容納100億根,。

由于碳是一種輕質(zhì)材料，將超級電容器整合在鋰離子電池中還會降低整體重量,，這有助于改善電動汽車的續(xù)航性能,。

目前由威廉斯先進(jìn)工程公司制造的E級方程式賽車電池,，重300公斤,。NaWa認(rèn)為，該公司的技術(shù)可以將電池重量減少三分之一至200公斤,，而不會影響續(xù)航里程,。

格拉普表示，“我們認(rèn)為,，快速充電和放電能力,，將是未來電池最重要的特性之一。雖然我們的產(chǎn)品不能像鋰離子電池那樣存儲那么多電量,，但它可以使用更多周期——充電和放電——高達(dá)100萬次,。碳是一種很厲害的材料�,！�

相比之下,，依靠化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電能的普通電池，一旦這些化學(xué)物質(zhì)失去效力——在約3000至5000次充電和放電周期后——電池就報廢了,。

制造商稱,，超級電容器的另一個優(yōu)點是，它們不需要稀有材料,，例如鈷,。

BBC稱，當(dāng)然,，超級電容器絕不意味著傳統(tǒng)電池“壽終正寢”,。鋰離子電池技術(shù)每年仍以約5-10％的速度在提高。

新型儲能形式對于可再生能源成功取代化石燃料至關(guān)重要,。當(dāng)太陽落山或沒有風(fēng)時,，我們需要非常快速地利用存儲的電能彌補供需之間的差額。

除了抽水蓄能,、飛輪,、壓縮氣體和大型電池陣列等傳統(tǒng)儲能方式外，高效超級電容器最終可能成為完全可持續(xù)能源電網(wǎng)的重要組成部分,。

但目前超級電容器還處于發(fā)展的早期階段,。

海因茲總結(jié)說：“基于聚合物的超級電容器正在成為一種有前途的技術(shù)，但是要實現(xiàn)所需的能量存儲容量,，而且不會影響功率,、使用壽命和成本，還有很多工作要做,�,！�