电动汽车似乎是新一代汽车的理想选择。环保、提速快、静音等特点在其优点中尤为突出。然而电动汽车的缺陷在于,每行驶300公里,你就得在充电站花上几个小时把电池重新充满电。如今,中国和美国的科学家想出了一个解决的办法。本周五,《科学》杂志上刊登了一篇论文,其中提到能够将超级电容器的储电量提升三倍,让其性能赶上甚至是超过一些先进电池。来自中科院上海硅酸盐研究所的林天全是研究队伍的一员。他说:“我们成功地在快速充电和大储电量中取得平衡。这样电池就能够得到实际运用。”
锂电池和那些手机电动汽车使用的电池一样,以小体积、大容量著称。但是它们的缺陷也非常明显。它们需要很长的时间来充电,并且为了避免过热而被设置了比较低的最大功率。
超级电容器是一种不同的储电设备。它们的充电时间通常很短,而且它们拥有更长的输出功率。然而,超级电容器的储电量仅仅是锂电池的5%。
来自北京大学和宾夕法尼亚大学的研究人员们聚集在上海硅酸盐研究所,他们改进了一种叫做石墨烯的材料,从而使超级电容器保持原有优点的情况下扩大储电量。
上海硅酸盐研究所的研究人员黄富强说:“通过改变石墨烯的结构,我们增强了超级电容器的性能。”
石墨烯是目前已知的最薄、最轻、最强,且传导能力最佳的材料。它由单层原子以蜂巢结构构成。科学家们把它的结构改变成4到6个原子宽的管状结构。这些石墨烯管能够增加储电量。
在这项突破之前,一个传统的超级电容器能够支持一辆巴士充电30秒后行驶5公里。
宾夕法尼亚大学的材料物理学家陈一苇说:“新电池能够在小城市或者机场内得到运用。但是显然它有更多用途。”他的话被《IEEE纵览》杂志引用,这本杂志由美国电气与电子工程师协会创办。
他说:“我们的电池有五倍的储电量,所以它能够以同样的速度充电而运行25公里。那么我们就在讨论如何将它合理有效地投入到交通运输业中。”