http://phys.org/news/2015-04-scientists-quick-charging-hybrid-supercapacitors.html
By Shaun Mason
Apr 01, 2015
智慧型手機、平板、膝上型電腦與其他個人與可攜式電子裝置的大幅增加，使得電池技術成為電子研究的前線。即使這些裝置有著突飛猛進的改良，電池開發的牛步，已對科技發展造成阻礙。
現在，UCLA 的 California NanoSystems Institute（加州奈米系統研究所）以成功地將二種奈米材料結合，創造出一種新的能源儲存媒介，那結合電池與超級電容（supercapacitors）的最佳優點。
超級電容器是一種電化學元件，能在數秒而非幾小時內充飽電，而重複充電循環次數可達 100 萬次。然而，超級電容與電池不同，那無法儲存足夠電力，供電腦或智慧型手機使用。
這款新的混合式超級電容可儲存大量能量，充電快速，而且可經歷 10,000 次充電週期。CNSI 科學家也創造出微型超級電容，那小到足以塞入可穿戴或可植入式裝置中。厚度只有一張紙的 1/5，其所能維持的電荷卻比典型的薄膜鋰電池多二倍。
這項研究，由 Richard Kaner，化學與生物化學、材料科學與工程學特聘教授，以及博士後學者 Maher El-Kady 所領導，發表在 PNAS 期刊上。
"此微型超級電容（microsupercapacitor）是一種新演化的配置，有個非常小的可充電電源以及電容量比先前微型薄膜鋰電池高出許多的電容，" El-Kady 表示。
這個新元件結合雷射雕刻石墨烯（laser-scribed graphene，LSG，一種能夠維持電荷的材料，傳導性佳，且充電與重複充電的速度非常快）以及二氧化錳（manganese dioxide），那目前用於鹼性電池中，因為它能維持許多電荷，而且它便宜、產量充足。它們不需要製造今日超級電容所需要的極端溫度或是昂貴的「乾燥室」就能夠製造。
"例如你為了藥物釋出或療瘉輔助技術而將少量電流置入黏性繃帶中，" Kaner 說。"微型超級電容如此之薄，你可以將它置入繃帶中以供應電流。你也能夠速速將之充電，且使用一段很長的時間。"
研究者發現，超級電容器在白天能迅速儲存太陽能電池所產生的電荷，並將電荷維持住，直到傍晚，然後整夜供電給 LED 照明，這在無電網街道照明（off-grid street lighting）中大有可為。
"這種 LSG–manganese-dioxide capacitors（LSG-二氧化錳電容）能儲存跟鉛酸電池一樣多的電荷，然而卻能在幾秒內充飽電，而且儲存的電量比目前最先進的、商業化的超級電容要多出六倍，" Kaner 表示。"在密實、可靠、高能量密度之超級電容的製造上，這種可擴展的方法，證明在真實世界應用中前途無量，而且我們對於在不久的將來，有可能大幅改善個人電子產品的技術，感到相當振奮。"
※ 相關報導：
＊ Engineering three-dimensional hybrid supercapacitors and microsupercapacitors for high-performance integrated energy storage
http://www.pnas.org/content/112/14/4233
Maher F. El-Kady, Melanie Ihns, Mengping Li,＊ 可彎曲的微型超級電容
Jee Youn Hwang, Mir F. Mousavi, Lindsay Chaney,
Andrew T. Lech, andRichard B. Kaner.
PNAS April 7, 2015 vol. 112 no. 14 4233-4238
doi: 10.1073/pnas.1420398112
＊ 十億個洞可以打造出電池
＊ 如何解決石墨烯電晶體的大問題？
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