荷兰科学家研发出高性能超级电容器材料有望获得广泛应用

文章来源：新材料在线发布时间：2016-06-22

近日，荷兰学者研发出一种高性能超级电容器材料，其潜在应用包括电子、运输和能源存储设备等。

阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所的David Eisenberg博士和Gadi Rothenberg教授在“可持续化学——燃料电池”项目的辅助试验中发现了一种新型超级电容器材料。在初始阶段，这是一种被用作燃料电池固相催化电极的材料，在对这种材料进行表面改性后，研究人员制备出一种结构良好的化合物，它包含大量的可以快速进行氧化还原反应的区域，这使其在超级电容器上的测试性能优异。

据Eisenberg介绍，企业一直希望制作出低成本、重现性好且对环境污染小的电子设备。虽然文献中有许多关于高性能电子材料的报导，但这些材料的大规模制备往往受限于其高昂的价格。相比之下，这种新型电容器材料具有许多应用优势，包括：质量轻、价格便宜、无毒并且适合于大规模制备。

作为能量存储装置，超级电容器是电容器和电池的“性能结合体”。通常，电池具有高能量密度(可存储大量能量)，但其功率密度较低(充放电缓慢)。而电容器则与电池性能“互补”：功率密度高(可快速传递能量)而能量密度低。电池利用其整体进行电荷存储，而电容器仅利用其表面。超级电容器通过快速离子吸附进行电荷分离，之后与表面分子快速进行氧化还原反应。与普通的电解电容相比，它的能量密度更高;与普通电池相比，它的功率密度更高。

通常，超级电容器被用于需要快速充放电的循环系统中。其应用实例包括保护电子电路免受功率波动，汽车和电梯中的再生制动，相机闪光灯突发模式的功率传输等。