杜克大学和密歇根州立大学的研究人员的一项新发现可能为可穿戴电子产品提供了一种极好的可拉伸电源。超级电容器以其出色的功率密度而著称,可以快速充放电大量能量,并且比化学电池具有更长的使用寿命,而化学电池通常具有存储更多能量的优势。研究小组着手尝试为他们正在研究的可穿戴设备开发一种真正灵活的电源,目标是开发能够承受拉伸、扭曲或弯曲等机械变形而不损失性能的创新设备。如果可伸缩电子设备的供电设备不可扩展,那么整个设备系统将被限制为不可扩展。
该团队采用了一种设计,首先在硅晶片上创建了一个小型“碳纳米管森林”,其中数百万个纳米管高约 20-30 微米,分布在直径约 15 纳米的小块中。末端覆盖有金纳米膜,这降低了最终设备的电阻智能电容器,并使其能够比以前的设计更快地传输电荷。它以金色面朝下放置在弹性基材上,在张力下可拉伸至正常长度的四倍。一打开,张力就释放出来,整个东西都皱巴巴的,把“森林”中的纳米管“树”以更高的密度挤在一起。最后,纳米管“森林”充满了凝胶电解质,能够在纳米管表面捕获电子。在此刻,
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超级电容器是指介于传统电容器和可充电电池之间的一种新型储能装置。它不仅具有电容器的快速充放电特性,还具有电池的储能特性。超级电容器对其电极材料有“六高”要求,即:高比表面积、高介孔率、高体积比重、高纯度、高导电性和高性价比。考虑到各种电极材料的特性,石墨烯具有比表面积大、导电率高、特殊的平面二维结构等特点,是超级电容器的理想材料,但其高成本仍是亟待解决的技术难题。
直观地理解,超级电容器是介于传统电容器和可充电电池之间的一种新型储能器件。具有电容器快速充放电的特点智能电容器,特别适用于瞬态大电流充放电工作环境。它用于工业和消费电子产品。、通讯、医疗器械、国防、军工装备、交通运输等领域可部分或完全替代传统化学电池,比传统化学电池具有更广泛的用途。
从国内来看,超级电容器市场规模逐渐扩大,从2010年的8.5亿元增长到2017年的71亿元,预计未来三年将保持近30%的增速,预计2020年将达到150亿元。由于中国在环保和新能源方面的政策推动,中国的新能源汽车近年来稳步增长。2015年我国新能源汽车产量45.5万辆,2018年增至129.6万辆,同比增长40.10%。可以预见,在我国的支持下,超级电容器的使用量将大大增加,未来性能优越的石墨烯超级电容器将继续快速发展,交通和新能源的使用将大大增加。.
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