電子產品沒電是現在人們最深惡痛絕的情況之一,但是現在所常用的電池電量實在有限。因此,科研人員們開發出一種新型超級電容器,它不但儲存的電能遠超鋰離子電池,而且充放電效率更是讓你吃驚。最讓人想不到的是,它居然是基于隱形眼鏡材料所開發出來的。

無需多等,即刻充滿
對于很多人來說,手機沒電是生活中經常出現的場景。想象一下,如果你可以在幾秒鐘之內給它充滿電?;蛘呦胂笙略诙虝r間內給電動汽車充滿電,就像給普通汽車加滿油一樣快。聽起來真是棒極了,不是嗎?現在,已經有科學家開發出一種基于柔性隱形眼鏡的新材料可以讓你夢想成真。
并不是開發出了新電池,而是一種被稱為超級電容器的設備取得重大進展,該設備可以快速地進行充放電。超級電容器已經有很多應用,甚至在中國的電動巴士中都有。但超級電容器有一個問題就是它無法存儲太多能量,因此需要經常充電,也正是這個原因,中國巴士需要大量充電站。
新材料擁有遠超傳統超級電容器的效率。這項技術還未應用到實際設備中,但如果一旦在實踐中被證明可行,那么它會大量應用到從交通、航天和能源領域到日常生活領域如手機、筆記本電腦和平板電子設備等。
電池儲存能量的能力來自化學反應中帶電離子的轉移。而產生和分離這些離子需要時間,所以電池充放電是緩慢的。現在最常見的鋰離子電池就是靠鋰離子來儲存電子。鋰是一種稀有且昂貴的元素,并且最近常有鋰離子電池爆炸的事件發生。
另一方面,超級電容器能夠快速充放電在于它沒有化學變化。它不會發生極化這種材料原子磁性的變化。當傳統超級電容器只能儲存電池是十分之一能量時,我們的新材料的儲存能量是它的1000到10000倍,這意味著同樣尺寸大小的新材料已經超過了鋰離子電池的儲存能力。
膨脹材料
上述材料的開發其實是基于隱形眼鏡材料,這種柔性、透明的材料在40年前就被Donald Highgate發明出來了。這種材料有時被稱為凝膠,但這并不準確因為它們并不會像凝膠一樣溶解。它們其實是被化學鍵合連起來從而形成交聯網狀的塑料分子鏈。這些網狀結構是松散的,因此水就可以浸入并使材料膨脹,但它并不會導電。
我們可以將它和脆性、暗色且不溶于水的導電聚合物組合起來。這樣的組合材料就同時擁有柔性、導電且與水相溶的特性,這種特性非常重要,因為這樣就不會易燃易爆。
科研人員們希望和Supercapacitor Materials公司合作通過來優化生產工藝來生產試驗性??茖W家們還希望將超級電容器裝入電動汽車等來增加車輛在無法充電情況下的行程,并最終取代電池。這項技術可以讓你的電動汽車充電時間比你現在的手機充電時間還短!
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