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一种新的结构材料可以将行动装置的整个外壳变成一个混合式超级电容器/电池,从而取代传统的电池。

浏览次数:2782   发表时间:2014-08-26


  位于美国田纳西州的范德堡大学(Vanderbilt University)奈米材料与能源装置实验室的研究人员们最近设计出一种新的混合材料,它结合了超级电容器和电池的优点,十分适于做成这类行动装置的外壳。虽然目前这种材料的能量密度仍低于锂离子电池,但更大尺寸的外壳足以弥补能量的不足,而且它还腾出了传统电池占用的空间。                        
  范德堡大学教授Cary Pint透露他与该校博士候选人Andrew Westover目前正进行的这项研究,「我们的研究团队正致力于开发混合式『电容器-电池』,其表现就像电容器一样,能够像超级电容器那样保持超长的充放电生命周期,而且还能储存以及提供几乎相当于目前锂离子电池的能量。                        
  Pint希望这种混合式超级电容器材料可被制造于所有类型的建筑计划结构中──从房屋的外墙和侧板墙到飞机的底盘。「研究这种技术的主要目的之一是希望开发出能够整合于房屋中的储能材料,从而提高屋顶太阳能电池的经济价值,并实现分布式电网系统。                        
                        
                        
                        
                        
                        
  苹果发布专利US008730179B2采用了一种光电触控萤幕,据称可以收集足够的环境光线,无需电源线就能为采用超级电容器外壳的行动装置充电。                        
  苹果公司日前发布一项可在较小尺寸应用中将太阳能电池板嵌入于触控萤幕的专利消息。虽然这项消息的发布与范德堡大学的超级电容器无关,但搭配光电触控萤幕的行动装置与超级电容器外壳的组合据称可以收集足够的环境光线,从而为无电源线的行动设备充电。                        
  Pint表示,「在这类设备中,其基本原理是相同的,只不过可携式装置的尺寸更小罢了。」                        
  然而,无论是哪一种应用,其目的基本上都是相同的,也就是说,将结构材料变成仍然具有与传统结构材料相同承载耐用性的储能装置,但该诸能系统的使用寿命还得超过在作为建筑材料时的寿命。                        
  「我认为这项研究工作的一些重要成果是,承载储能不会影响系统中所用材料的充电储存能力,而由这个领域还可催生出更多的发展方向。」                        
                          
                        
                        
  图中的结构材料实际上是一种能在装置外壳中储存能量的超级电容器,而无需额外的电池元件。                        
  Pint的团队所开发的超级电容器目前能够储存的能量比锂离子电池少10倍,但可以用它们作为其中一部份结构的量进行弥补,而且它们的寿命比电池长1,000倍,使其十分适合行动装置、汽车、飞机与家庭等使用。                        

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