电容器与电池一样,都能用来储存电能。它的优势在于充电速度快,几分钟就能充满,而且可以重复使用几万次。但它存储的电量不如电池多,还无法通过存储足够多的电能在生活里派上大用场。
“这是我们已经做好的改性石墨烯配成的浆料,下一步我们就把这些浆料通过涂布机涂到铝箔上,成为我们石墨烯电容器所用的正极。”中国电科18所化学与物理电源技术国防科技重点实验室常务副主任丁飞博士说,电容材料对电容器的性能有着至关重要的影响。通过对石墨烯材料进一步改性研究,科研人员正在让电容器的储电能力一步一步向电池靠拢,而同时它拥有的超快充电速度,能够为人们的生活带来更多的便利。“我们正在做的改性石墨烯电容器,可以几分钟充满,其能量密度有望在一段时间之后,接近现有锂电池的能量密度。”
能量密度是指在一定空间或质量的物质中储存能量的大小,能量密度越高,就表示这种物质的储电能力越强。据丁飞介绍,目前他们所研制的改性石墨烯电容器的样品,能量密度已达到传统电容器的3倍以上。虽然还处于实验室研究阶段,但是石墨烯材料的强大能力让研发团队看到改性石墨烯电容器应用的广阔前景。
未来,当充电设施越来越完善时,电动汽车使用石墨烯电池,可能花两三分钟就可以把电充满。
中国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室主任高涛认为,即使在实验室条件下,石墨烯的神奇性能依然没有完全释放出来。同时,技术层面还存在着不少挑战,真正大面积应用还有很长的路要走。但通过加强需求和研究的结合,不断在石墨烯材料的制备和器件研制方面取得重要突破,石墨烯这种新一代战略性新兴材料将会极大改变人们的生活。