研究人员开发了制造超级电容器电极材料的新工艺欧洲杯足球竞彩

超级电容是一种设备，它的名字很贴切，因为它能够以比标准电池更快的方式存储和传输能量。它们在高功率激光、无线通信和电动汽车等应用领域有着巨大的需求。

然而，为了实现这些应用，超级电容器需要更好的电极，这有助于将超级电容器与依赖其能量的设备连接起来。为了大规模生产，这些电极必须既便宜又快速，并且能够以快速的方式充电和放电负载。一组工程师在华盛顿大学相信他们已经开发出一种制造超级电容器电极材料的工艺，能够满足这些严格的使用和工业要求。欧洲杯足球竞彩

由华盛顿大学材料科学与工程助理教授Peter Pauzauskie领导的研究人员在7月17日发表了一篇论文欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球^th发表在《自然微系统与纳米工程》杂志上。在这篇文章中，他们描述了他们的超级电容器电极和廉价，快速的方法，他们生产它。他们的独特方法是从富含碳的材料开始，这些材料被干燥成一种被称为气凝胶的低密度基质。欧洲杯足球竞彩就其本身而言，这种气凝胶可以作为一个粗糙的电极，然而Pauzauskie的团队将其电容增加了一倍多，这确实是它储存电荷的潜力。

这些具有成本效益的起始材料，与流线型的合成过程混合，将最大限欧洲杯足球竞彩度地降低速度和成本，这是工业应用的两个常见障碍。

在工业应用中，时间就是金钱。我们可以在几小时内，而不是几周内，制造出电极的初始欧洲杯足球竞彩材料。这可以显著降低制造高性能超级电容器电极的合成成本。

Peter Pauzauskie，华盛顿大学材料科学与工程助理教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

高效的超级电容器电极是由高表面积的富碳材料合成的。欧洲杯足球竞彩由于超级电容器储存电荷的独特方式，后者的要求是重要的。标准电池通过内部发生的化学反应来储存电荷，而超级电容器则直接在其表面储存和分离负电荷和正电荷。

超级电容器的反应速度比电池快得多，因为它们不受反应速度或可能形成的副产品的限制。超级电容器可以非常快速地充放电，这就是为什么它们非常善于传递这些“脉冲”的动力。

马修•林位联席作者,华盛顿大学材料科学与工程系博士生欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

“在电池自身速度太慢的情况下，它们有很好的应用。”华盛顿大学化学工程系博士生马修·克兰说。“当电池速度太慢无法满足能量需求时，具有高表面积电极的超级电容器可以迅速‘启动’，弥补能量不足。”

研究小组利用气凝胶达到高效电极的高表面积。气凝胶是一种凝胶状的湿物质，经过特殊的干燥和加热处理，以空气或其他气体取代其液体成分。这些方法通过给予凝胶非常低的密度和高的表面积来帮助保持凝胶的三维结构。这就像把果冻里所有的水都洗掉却不缩水。

“一克气凝胶的表面积相当于一个足球场的面积，”Pauzauskie说。

克莱恩用一种凝胶状聚合物生产气凝胶，这是一种由甲醛和其他各种碳基分子发展而来的具有重复结构单元的材料。这保证了他们的装置，就像目前可用的超级电容器电极一样，将由富含碳的材料组成。欧洲杯足球竞彩

Lim早些时候证明，向凝胶中添加石墨烯可以使生成的气凝胶具有超级电容器的特性。石墨烯是指一层只有一个原子厚度的碳。克莱恩必须提高气凝胶的性能，同时使合成过程更容易、更便宜。

在Lim的早期实验中，石墨烯的加入并没有提高气凝胶的电容。因此，气凝胶中装载了薄片二硫化钨或二硫化钼。今天，这两种化学物质都被广泛地用于工业润滑油。

这两种材料都经过高欧洲杯足球竞彩频声波处理，以便将它们分解成薄片，然后将它们整合到富含碳的凝胶基质中。他们能够在两小时内合成一种满载的湿凝胶，而其他方法需要几天的时间。然后，该团队将干燥的低密度气凝胶与粘合剂和另一种富含碳的材料结合起来，生产出一种工业“面团”，Lim只需将其擀成只有千分之一英寸厚的薄片。他们从面团中切下半英寸的圆盘，然后将它们排列成简单的硬币电池外壳，以测试一种材料作为超级电容器电极的有效性。

它们的电极快速、容易、易于合成，其电容也比富含碳的气凝胶高出至少127%。

Lim和Crane认为，装载了更薄的二硫化钨或二硫化钼薄片的气凝胶——它们几乎有10到100个原子厚——会显示出更好的性能。然而，他们首先想证明负载气凝胶的合成成本更低、速度更快，这是工业生产的关键一步。下一步是微调。

研究人员认为，这些努力可以帮助改善科学，甚至在超级电容器电极领域之外。欧洲杯线上买球他们的气凝胶悬浮二硫化钼可以保持足够的稳定，以催化氢生产。该方法也可以应用于高容量电池或催化剂的气凝胶中快速捕获材料。欧洲杯足球竞彩

材料科学与工程系博士生周雪哲为合著者。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球这项研究是在Energ2 Technologies的帮助下进行的。Energ2 Technologies是华盛顿大学位于西雅图的一家初创公司，最近被巴斯夫收购。华盛顿大学和清洁能源研究所资助了这项研究。Pauzauskie还隶属于太平洋西北国家实验室的基础和计算科学理事会。欧洲杯线上买球