妮可·米勒(Nicole Miller)
想象一下,将智能手机插入30秒钟,然后用充满电的手机继续一天的剩余时间。然后,想象一下,在为这一次充电运行一天的差旅费之前,插入电动汽车所需的时间要少于为标准汽油箱加气所需的时间。今天,加州大学洛杉矶分校的研究人员可能已经使用了一些日常可用的技术和石墨烯(一种坚固,灵活且高度导电的碳产品)来实现这一储能梦想。
魔术是超级电容器的想法。典型的电池存储大量能量,但是收集该能量需要很长时间。电容器充电很快,但是不会保持很长时间。超级电容器充分利用了这两种技术中的一种,从而创造出一种能够快速充电并长时间保持大量能量的设备。微型超级电容器使这项技术的规模缩小到适合手机和笔记本电脑的水平。
微型超级电容器不是一个新主意。人们认为,这些设备可以非常快速地充电,并且具有比普通电池多数百倍的蓄电潜力,可能有一天有能力为目前使用不足的电池供电的大部分设备供电。
主要的问题是,创建这些微结构的过程成本效益不高,因此对投资者的吸引力受到限制。
加州大学洛杉矶分校(UCLA)教授理查德·坎纳(Richard Kaner)和研究生马赫·埃尔·凯迪(Maher El-Kady)最近的一项突破是使用激光驱动器(通常用于标记DVD)和石墨烯(很容易由可用材料制成),以大量生产这些微型超级电容器(CleanTechnica研究项目报道(2012年3月)。研究人员在2013年2月的《自然通讯》上发表了他们的发现。
Kaner和El-Kady看到了微型超级电容器在生物医学植入物等永久性结构中的优势,但一些最令人兴奋的应用是可再生能源领域。
风能和太阳能等可再生能源生产方法是减少对化石燃料衍生能源的需求的绝佳选择。但是,这些方法的间歇性可能会给这些能源技术的发展带来问题。无论太阳是明媚还是风在吹拂,拥有一个电池来存储风力涡轮机和太阳能电池板产生的能量将提供恒定的能量流。
Kaner教授目前正在为大规模生产石墨烯微型超级电容器寻求资金。如果能够实现,这可能是可再生能源方法与能量收集结合革命的第一步。看到这种新兴技术是如何实现的,将非常有趣。对消费者最有利的并不总是对能源公司最有利的。有一种方法可以廉价地存储和有意释放使用可持续方法产生的能源,这标志着该领域的巨大而期待已久的增长。如果将生产应用于可再生能源存储,那么我们将看到太阳能,风能和热力家庭以及商业制造和安装的必然增长。这一增长使相关分支在太阳能和风能工作培训,制造,运输,安装和维护行业中具有增长潜力。无论Kaner及其团队的微型超级电容器的发展方向如何,如果大规模发展,我们都可以期待长期影响的重大变化。
这是有关该项目的视频: