在能源儲存技術領域，工程師們最近取得一項重大突破，開發出一種新型的「多尺度還原氧化石墨烯」（M-rGO）材料。這種材料不僅能與傳統電池的能量儲存能力相媲美，還能以更快的速度進行充電。根據《自然通訊》期刊發表的研究結果，這項新材料的設計使得超級電容器能夠儲存與傳統鉛酸電池相當的能量，同時釋放能量的速度卻遠超過傳統電池。
超級電容器是一種新興的能源儲存設備，依賴靜電儲能，而非電池中使用的化學反應。長期以來，這項技術面臨的挑戰是，只有一小部分碳的表面積能夠用於能量儲存。這次的研究團隊透過改變材料的熱處理方式，成功地釋放了碳的更多潛力。
這項研究的主要成員之一、蒙納士大學（Monash University）機械與航空工程系的2D材料先進製造研究中心主任Mainak Majumder教授表示，這個發現可能使得我們能夠製造出快速充電的超級電容器，這些電容器的能量儲存能力足以取代許多應用中的電池，並且能夠更快地釋放能量。
（Source：蒙納士大學）
研究團隊設計的M-rGO材料架構是由澳洲豐富的天然石墨製成的。透過快速熱退火製程（rapid thermal annealing），團隊形成了一種高度彎曲的石墨烯結構，這種結構具有可控的通道，能夠使離子以卓越的速度和效率移動，進而實現高能量密度和高功率密度的結合，這在單一設備中是非常罕見的。
根據研究的共同作者、ARC AM2D中心的研究員Petar Jovanović博士的說法，當這些超級電容器被應用於「袋式超級電容器裝置」時，顯示出來的性能指標是碳基超級電容器中最好的之一，這個過程具有可擴展性，與澳洲的原材料兼容。
此外，蒙納士大學的衍生公司Ionic Industries首席技術長Phillip Aitchison博士指出，商業化這項技術的努力已經在進行中。他表示，Ionic Industries的成立就是為了商業化這類創新，目前已經開始生產這些石墨烯材料的商業數量，並與能源儲存合作夥伴合作，將這個突破推向市場應用，特別是在高能量和快速功率輸送至關重要的領域。
這項研究得到了澳洲研究委員會和美國空軍贊助研究辦公室的支持，並與蒙納士大學推進低碳能源未來的更廣泛目標一致。
（首圖為示意圖，來源：AlexanderAlUS, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons）
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
