超級電容器(supercapacitor),又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容,通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲能。它是一種電化學(xué)元件,但在其儲能的過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應,這種儲能過(guò)程是可逆的,也正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬(wàn)次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應活性的多孔電極板,在極板上加電,正極板吸引電解質(zhì)中的負離子,負極板吸引正離子,實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲層,被分離開(kāi)的正離子在負極板附近,負離子在正極板附近。
超級電容器是介于電容器和電池之間的儲能器件,它既具有電容器可以快速充放電的特點(diǎn),又具有電化學(xué)電池的儲能機理。超級電容器也可以分為兩類(lèi):(1)以活性炭材料為電極,以電極雙電層電容的機制儲存電荷,通常被稱(chēng)作雙電層電容器(DLC);(2)以二氧化釕或者導體聚合物等材料為陽(yáng)極,以氧化還原反應的機制存儲電荷,通常被稱(chēng)作電化學(xué)電容器。 二、超級電容技術(shù)發(fā)展方向
麻省理工學(xué)院的計算機電子工程師Joel Schindall表示,在未來(lái)幾年內,超級電容的能量?jì)Υ婺芰⒊霈F質(zhì)的飛躍。目前的超級電容產(chǎn)品放電速度是傳統電池的10倍,而能量?jì)Υ婺芰υ隗w積相同的條件下則只有后者的5%。他表示:”超級電容在某些經(jīng)常進(jìn)行充放電操作的場(chǎng)合用途甚大,比如在制動(dòng)能回收式剎車(chē)系統中(就是CCAV五套F1節目里主持人整天嘮叨的什么科爾斯系統),這種電容就很好用。當然目前這種產(chǎn)品還無(wú)法大規模取代電池!斑^(guò)去五年內,Schindall帶領(lǐng)的研究小組一直在研究將超級電容中的儲能元件--多孔活性炭材料,替換為另一種碳納米管材料+導電基體的儲能元件。今年初他們還為此成立了FastCap公司,以便把有關(guān)的研究結果商業(yè)化。Schindall表示超級電容產(chǎn)品的儲能能力最終將達到電池的25%左右。而目前麻省理工學(xué)院研制出來(lái)的納米材料,儲能能力已經(jīng)達到活性炭材料兩倍的水平。而未來(lái)幾個(gè)月內,他所領(lǐng)導的研究團隊還將展示一種儲能能力為活性炭5倍的產(chǎn)品。
在美國,有能力設計制造超級電容產(chǎn)品所需材料和電解質(zhì)的公司有Graphene Energy, EnerG2以及Ioxus三家。另有一家EEStor公司則由風(fēng)投公司Kleiner Perkins Caufield & Byers為后臺,目前這家公司已經(jīng)與電動(dòng)車(chē)公司Zenn簽署了超級電容的供貨協(xié)議。比較傳統的電池產(chǎn)品,超級電容能存儲的電量并不多。因此在家中充電式(Plug-in)電動(dòng)汽車(chē)上,這種電容并不能作為供電設備而單獨使用,而需要與燃料電池一起配合使用。另一方面,超級電容又具備快速瀉放所存電能的能力。另外,這種電容的充電時(shí)間也很短,只需要幾秒或幾分鐘時(shí)間便可以完成充電,而且多次充電后的性能也不會(huì )有降低。(南方財富網(wǎng)個(gè)股頻道)
(責任編輯:張曉軒)