超级电容器技术取得令人振奋的进展后 传统电池的替代已接近一步

在布里斯托大学、萨里大学和超级电介质有限公司联合开发高分子材料后，锂离子电池可能会受到威胁，这可能会挑战这些传统电池的主导地位，他们已经准备好证明自己的成就。

仅在一年前，合作伙伴宣布了新型聚合物材料的科学成果，其介电性能是现有电解质(电导体)的1000至10000倍。这些惊人的科学发现现在已经转化为“设备”规模的技术演示。

来自大学的研究人员已经在光滑的低成本金属箔电极上实现了高达4F/cm 2的实际电容。取决于复杂的扩展表面电极，市场上现有的超级电容器通常达到0.3F/cm 2。

更重要的是，当聚合物与经过特殊处理的不锈钢电极一起使用时，研究人员试图获得11-20F/cm 2的结果——关于它的详细信息将在专利申请中保密。

如果这些电容值能够在生产中实现，超级电容器就有可能实现高达180whr/kg的能量密度——高于锂离子电池。

超级电容器使用电极和电解质来储存能量，并且可以快速充电和转移能量——传统电池以更慢、更持久的方式执行相同的任务。超级电容器具有在大量循环中快速充电和放电的能力。然而，由于现有超级电容器的每千克能量密度非常低(约为当前电池技术的二十分之一)，它们无法与传统电池储能竞争。即使有这种限制，超级电容公交车在国内也有使用，但目前的技术意味着需要经常停车充电(也就是说几乎每个公交站都需要充电)。

科学家团队已经能够通过两种方式测试新材料：

使用充电到1.5伏的小型单层电池，持续2到5分钟，然后运行演示设备，包括一个小风扇。

采用三节串联电池组，可快速充电至5伏，运行LED。

布里斯托大学更进一步，生产了一种复杂的串并联电池结构，其中总电容和工作电压可以分别控制。

基于这些令人印象深刻的结果，超级电介质有限公司，一家使用这种技术的公司，现在正在寻求建立一个研究和小规模生产中心。如果生产成功，这种材料不仅可以用作未来移动设备的电池，还可以用作电动汽车的加油站。

布里斯托大学航空工程系聚合物和复合材料专业的读者伊恩汉默顿博士说：“在14个月前的第一次新闻发布会上公布初步结果后，研究团队一直在努力提高这些创新材料的存储能力。我们现在面临的第一个挑战是将这些科学发现转化为坚实的工程设备，释放它们的革命潜力。”

萨里大学计算化学高级讲师布兰登豪林博士评论说：“这些结果非常令人兴奋，很难相信我们在这么短的时间内取得了这么长的成就。我们可能会在一个新的阶段开启低成本电能存储技术的篇章，这可能会在未来许多年塑造行业和社会的未来。”

超级电介质有限公司研究总监、萨里大学校友唐纳德海格特博士说：“这些令人兴奋的结果让我特别满意，因为它们是基于我在亲水聚合物方面的工作，这是我职业生涯的重要组成部分；自20世纪70年代末以来，人们一直使用长时间佩戴的软性隐形眼镜，从1990年到2009年，它们引领了高效燃料电池和电解槽的生产。

“目前的工作，如果能够转化为生产，将有望使电动汽车快速充电，并提供一种急需的低成本方法来存储可再生能源系统的瞬态输出。风能、波浪能和太阳能的新工作将改变支撑我们整个生活方式的能源系统。这是我们和我们的孩子在必须发展之前必须进行的发展，但它是间歇性的，没有储存我们就不能依靠它来满足我们的能量需求。真正可持续和环境安全的能源供应。”