超级电容器有望实现存储容量与大功率、快速充电功能的结合

    宾夕法尼亚州立大学和中国两所大学的研究人员表示，一种新型的基于氧化锰的超级电容器可以将电池的存储容量与其他超级电容器的高功率和快速充电功能结合在一起。

    “氧化锰绝对是一种很有前途的材料，通过与氧化锰钴结合，形成一种异质结构，我们可以在其中调节界面性能。”宾夕法尼亚州立大学材料研究所的工程科学与力学助理教授兼教员Huanyu Cheng说。

    研究人员从模拟开始，了解氧化锰物质与其他材料结合使用时的性能如何变化。当将氧化锰物质耦合到半导体时，研究人员发现它形成了一个导电界面，对电子和离子传输的抵抗力很低。这个性能变化十分重要，否则材料的充电速度将放缓。

    “以氧化钴锰为正极，以氧化石墨烯为负极，来探索氧化锰可产生的具有高能量密度、显著功率密度和出色循环稳定性的不对称超级电容器。”研究小组成员ChengZhang说。

    研究人员将制备出的超级电容器与其他超级电容器进行了比较，其具有更高的能量密度和功率。他们认为，通过扩大超级电容器的横向尺寸和厚度，其具有在电动汽车中使用的潜力。研究人员下一步将调整超级电容器的半导体层和导电层相交处的界面，以实现更好的性能。他们希望将超级电容器添加到已经开发的柔性、可穿戴电子设备和传感器中，作为这些设备的能量供应或直接作为自供电传感器。