新技術助製超級電容器

    隨苚可持續發展觀念的進一步普及，大家對生態環境和綠色能源重視度提高，作為一種新型的儲能元件，超級電容由於不可替代的優越性，受到民眾越來越多的重視。美國麻省理工學院日前發表新研究表明，人類擁有的最普遍且歷史悠久的兩種材料——水泥和炭黑，可能是構成一種新的、低成本儲能系統的基礎。以特定的方式將它們結合在一起，會得到一種導電納米複合材料。該技術可促進太陽能、風能等可再生能源的使用，使能源網絡在可再生能源供應波動的情況下保持穩定。

    研究人員發現，這兩種材料可與水結合製成超級電容器（電池的替代品）以存儲電能。超級電容器又稱為大容量電容器、儲能電容器等，是從上世紀七、八十年代發展起來的通過極化電解質來儲能的一種功率型電子元器件。它不同於傳統的化學電源，是一種介於傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原贗電容電荷儲存電能，但在其儲能的過程並不發生化學反應。相比蓄電池而言，超級電容器作為新型儲能裝置具有適應環境能力強、溫度特性好、使用壽命長、可快速充電等諸多優點。超級電容器可被安裝到房屋的混凝土地基中，在那裡它可儲存一整天的能量。研究人員設想，將來建設一條混凝土道路，在電動汽車行駛時為其提供非接觸式充電。

    電容器可儲存的電量取決於其導電板的總表面積。該團隊開發的新型超級電容器的關鍵是一種生產水泥基材料，這種材料具有極高的內表面積，其體積內有緻密、相互連接的導電材料網絡。研究人員將高導電性的炭黑與水泥粉和水一起製成混凝土，並讓其固化。

    研究團隊計算出，一塊四十五立方米大小的納米炭黑摻雜混凝土塊將有足夠的容量儲存約十千瓦時的能量，這通常是一個家庭的日平均用電量。由於混凝土可保持其強度，因此以這種材料為基礎的房屋可儲存太陽能電池板或風車一天產生的能量，並可在需要的時候使用。而且，超級電容器的充放電速度比電池快得多。

    隨着可再生能源的應用越來越多，人們對新型儲能技術的渴求也越來越強烈。可再生能源波動性大，有時太多，有時太少，需要儲能系統對能源和需求進行匹配。美國這項新研究發現，我們最為熟悉且歷史悠久的水泥和炭黑就可以製成超級電容器，而且價格低廉、無處不在，還能變換多種形態，比如鋪成道路，砌成房屋。這種新型儲能系統可說明可再生能源得到更廣泛的應用。下一步，研究人員將繼續優化材料，提升超級電容器的充放電速度。

    多    姿