世界上完美的儲能器件在哪里？鉛酸和鎳氫電池性能較低，鋰電池既不耐用又不安全還無法快速充放電，而現在的超級電容能量密度也不夠高，怎么辦？中國科學院上海硅酸鹽研究所昨天在國際頂級科學期刊《科學》（Science）上發表其與北京大學等合作完成的最新發明：誠邀“當前材料界最炙手可熱的超級明星”石墨烯“加盟”，擔任超級電容器的電極材料，并為其巧妙設計結構、有效提升性能——堪稱“多項全能”的下一代高性能超級電容器就此誕生！
新型超級電容到底有多厲害？科研人員舉例說，曾在世博園區成功運營的超級電容大巴，一次充電90秒可行駛7公里，而采用石墨烯的新型超級電容，充電7秒便能跑上35公里；至于目前使用鉛酸電池的助動車電瓶，分量很重，充滿電要好幾個小時，若換用石墨烯的新型超級電容，不僅可以大大減輕重量，而且一次充電只需10秒。
超級電容器是一種介于傳統電容器和電池之間的電化學儲能裝置，我們對它其實并不陌生：近到公交車、電子玩具、應急照明燈、智能電網，遠到發電站、坦克、電磁炮、激光武器等等，均有其用武之地。據國際研究數據，2014年全球超級電容器市場規模已達11億美元，至2018年市場規模可望達到35億美元。
理想的儲能器件，本領不外乎這幾樣：高能量密度——能儲很多電，高功率密度——可快速充放電，長壽命，安全可靠，價格低廉。目前的超級電容器，其他都不賴，唯獨有個致命缺點——能量密度低，總嫌儲電不夠多。黃富強研究員、陳一葦教授、林天全博士等反復構想與實驗，終于找到了突破瓶頸的策略：在電極上引入“神奇材料”石墨烯，為其“量身定制”了學名為“氮摻雜的有序介孔”的“最佳造型”，解決了快速充放電與大量存儲電的矛盾，將能量密度一下子提高了3倍多；在電解液上，用無毒、安全環保、價廉的水溶液取代有毒、易燃易爆、昂貴的有機溶液。課題組預期，新型石墨烯超級電容器可采用低成本制備，實現規模生產，有望成為儲能器件界的“新星”。下一步，研究人員將繼續挑戰其能量密度極限，爭取讓超級電容儲上更多電——未來某一天，沒準手機等隨身電器都能用上安全的超級電容，充電時間可以“滴答”來計。
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