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木炭可制作超级电容器

作者:周晓晴 来源:中国储能网 发布时间:2013-10-30 浏览:
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中国储能网讯:据外媒报道,美国伊利诺伊大学的科研人员在研究报告中称,可以使用木炭制作超级电容器,其储能容量可以和活性碳超级电容器相媲美,但成本更低,而且在制造过程中产生的副产品对环境无害。

电池能够有效地储存能量,但是在输出方面效率很低,因为电荷载子在固体电池材料中运行得很缓慢。一般来讲,电容器在材料表面存储能量,储能容量较低。超级电容器填补了传统电容器和可充电电池之间的空白。目前,超级电容器的储能容量还不能和电池相媲美,但是充放电速度比较快。同时,超级电容器的使用寿命也比电池长。

由左到右依次为:白桦 白松 红衫

伊利诺伊大学高级研究工程师蒋俊华(音)说道:“超级电容器是瞬间供电的理想选择,并且能够像电池一样提供持续的电力,但是成本更低。他们在运输、电子设备、风光储以及配电等方面用途很广。

蒋工程师表示:“目前,大多数的超级电容器都采用从生物燃料中提取的活性炭作原料。此外,往往需要通过复杂而昂贵的过程来增加碳孔的数量以及优化碳孔结构。这样才能增加电极的表面积,以及碳孔捕捉和释放离子的能力。”

使用生物碳制作超级电容器,木炭自身天然的孔结构可以作为电极表面,省去了制作孔结构的程序。生物碳可以通过在低氧条件下加热木头获得。

蒋工程师说道:“某些木材的多孔结构和形状非常适合离子的快速移动。我们的实验使用红衫,但是枫树和樱桃树也很适合。而人们通常使用昂贵的腐蚀剂来制作超级电容器中的活性炭。使用化学剂会对环境产生一定的负面影响,应当尽量避免或者将影响程度降到最低。”

蒋工程师及其研究小组使用酸性较弱的硝酸冲走生物碳中的灰(碳酸钙、碳酸钾以及其他杂质)。整个过程对环境无污染,产生的副产品硝酸盐还可用作肥料。

这些看似简单的方法能够在很大程度上减少制作生物碳超级电容器的成本。

蒋工程师表示:“制作生物碳超级电容器的材料成本比活性炭电容器的成本要低5-10倍。此外,生物碳超级电容器的使用寿命结束后,还能把电极压碎用作土壤改良的有机料,提高土壤的肥性。生物碳的性能可以和目前最先进的碳材料相媲美,包括碳纳米管和石墨烯。生物碳成本更低,对环境无污染。”(中国储能网独家编译)

关键字:木炭 超级电容器

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