有一种电容器叫做超级电容器,它是新型的,其电容远远超过传统电容器所拥有的电容,且具备超高的储能密度。超级电容器能够储存大量的能量,它是通过在两个相互隔离的极板上储存特性相反的电荷来实现这种储能的。超级电容器与传统电容器不一样,它不再采用固态电介质,而是运用静电双电层电容以及电化学赝电容。
碳材电极用于静电双层电容,以此达成处在传导电极与电解液的亥姆霍兹双层界面上的电荷分离,该电荷分离在空间方面达到埃的量级,也就是0.3纳米至0.8纳米,这远远小于传统电容器。

超级电容器示意图(图片来源:维基百科)

多层电极超级电容器示意图(图片来源:维基百科)
金属氧化物以及高分子导电聚合物被用作电化学赝电容器的电极,超高的电荷存储借助氧化还原反应以及电吸附里的感应电荷转移得以实现,它还是超级电容器的其中一种 。
更高,更快,更强

相比传统电池,超级电容器具备更高能量密度贝语网校,其范围是300W/kg至5000W/kg,大约为电池的5至10倍,它有着更快的充放电速度初中物理电容,充电10秒到10分钟就能够达到其额定容量的95%以上,还有更多的充放电循环,深度充放电循环使用次数可达1至50万次,这意味着更长的使用寿命,并且它有更高的储电放电效率,大电流能量循环效率超过90% 。

现代生活已经离不开电池(图片来源:)
超级电容器主要应用于一些场景,这些场景需要快速充放电循环,还需要短期能量存储,目前它已经在汽车的启停系统领域开启商用化进程,在该系统中,比如减速或短停车时,会将动能转化为电能储存在超级电容器里,然后在加速时,电容器放电,从而达到节油的目的,此外,超级电容器还在超级电容公交车、城市轨道交通以及物流搬运车等领域开启了商用化进程 。
对于风力发电而言,其在光伏发电、电梯、港口机械、数据中心快速启动方面,有着较大发展前景,在传统消费电子领域,像手机等方面也有较大发展前景,它是未来储能器件的重要组成部分。
这些发展离不开他们
超级电容器得以有迅速的发展,这离不开三位卓越科学家所做出的贡献,他们在此领域钻研了许多年,是碳材料研究方面的先驱者,他们率先提出了诸多新型碳材料的合成方式,并且推动了这些材料于储能方面的应用 。

尤里·高果其(图片来源:维基百科)

尤里·高果其(Yury )是乌克兰科学家, 在材料化学领域处于领先,自2000年起于宾夕法尼亚州费城德雷塞尔大学担任教授,涉及材料科学与工程以及纳米技术领域,尤里·高果其科学团队在新型碳材料领域占领先地位初中物理电容,新型碳材料包括纳米碳管、石墨烯、纳米钻石、介孔碳和洋葱碳,该团队多次用先进方法制备出有新奇性质的碳材料,还积极探索其在电池和电容器方面的应用,这让人类在高储能密度领域向前迈进一大步 。
他和特里斯·西蒙,也就是 Simon,在碳纳米材料,其结构与电容性质的关系方面所作的先驱性工作,致使这一领域取得突破性进展,推动了超级电容器等新型储能器件的面世与发展。尤里·高果其团队首先发现了新型材料,该材料被证实于能量储存以及其他领域有着巨大应用价值。他们的团队,发展出了全新的,用于合成多孔材料以及低维材料的方法,其中多孔材料涵盖碳基多孔材料,低维材料包含纳米碳管、石墨烯以及各类二维碳化物,他,首次提出运用热液合成法来合成碳纳米管,并且凭借原位电子显微镜,展示出了功能性碳纳米管里头水的反常超慢移动,这些研究,极大地推动了碳纳米管领域的发展。

特里斯·西蒙(图片来源:维基百科)
图卢兹的保罗萨巴蒂尔大学材料科学领域教授是特里斯·西蒙(·Simon),其研究着重于电化学能量储存纳米材料合成,涵盖电化学电容器与锂离子电池系统,他在超级电容器的碳多孔材料研究上贡献诸多,他提出借助比较阻抗变化计算电气系统老化的办法,还发现了新型碳材料在储能器件以及双层电容器期间的应用。

罗德尼·S·鲁奥夫(图片来源:维基百科)
罗德尼·S·鲁奥夫(S. Ruoff)身为美国的物理化学家和纳米科学家,当下于韩国(国立)蔚山科学技术院出任特聘教授,他与他研究团队的工作推动了人类对新型碳纳米材料的理解。他还是碳纳米结构像富勒烯、碳纳米管、石墨烯等方面的世界级专家之一。他和 A. L. Ruoff在富勒烯于高压下的力学响应方面的预测工作当中,以及他和合作者在 C60于不同溶液系统里的溶解现象的工作之中所阐明的闭合壳层碳结构的新奇性质。他也进行了合作,合作的内容是发展新的原位力学检测技术,这项原位力学检测技术是用于测量单壁碳纳米管束的力学响应的。
2008年的时候,其团队率先用石墨烯当作超级电容器的电极材料,近期,他们另外报告了一种崭新的负曲率极高的比表面积碳材料以及原子层厚度的孔径处于0.6纳米至5纳米范围的碳多孔材料,依据他们的研究显示,这种多孔碳属于一种极为理想的双层超级电容器电极材料。
