“美用黏土开发出高温超级电容器”

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中国科技网新闻在自然界中粘土丰富、价格低廉，但却成为超级电容器的重要成分。 物理学家组织网9月3日报道，美国莱斯利大学的科学家研制出一种将粘土和电解液混合，既可用于电解液，也可用于隔板的“复合板”，可作为新型高温超级电容器。 相关论文在线发表在9月3日的《自然科学报告》上。

“多年来，研究人员一直想制造出电池和超级电容器那样能够在高温环境下稳定工作的能量存储设备，但由于以前流传下来的材料自身性质的制约，没能克服困难的问题。 ”莱斯利大学的材料科学家巴黎可可根说:“我们的改革创新是，找到了在高温下保持稳定、亘古流传的电解质/隔板系统。”

他们研究了欧洲和奥地利科学家2009年开发的室温离子液( rtils )。 rtils在室温下导电性低，但加热后粘度会下降，导电性会提高。 粘土具有高热稳定性、吸附能力和渗透性，活性表面积也很大。 用于石油钻井、现代建筑和钢铁铸造。

研究人员将rtils和自然界的斑脱土粘土等量混合制成混合橡胶，将其夹在两层还原的氧化石墨之间，上下安装两个集电体，就成为超级电容器。 测试和电镜图像表明，该材料加热到200℃没有变化，加热到300℃也只有很小的变化。

“材料的离子传导性在180℃之前几乎呈直线增加，然后在200℃饱和。 ”论文的组长，莱斯利大学的机械工程材料科学系研究者阿拉瓦里迪做了如下发言。 另外，在第一次充放电中，容量略有下降，但表明该超级电容器能够稳定通过1万次循环测试。 运转温度从室温上升到200℃后，电能和电力密度都上升了两位数。

这种新型超级电容器具有最佳的容量性能，可以在几秒钟内充电并瞬间放电。 普通充电电池慢慢充电，必要时慢慢放电。 理想的超级电容器可以快速充电，储存电能，必要时放电。 阿肯说，在200℃以上的温度下可以稳定工作。 这对于石油钻井、军队、太空环境等极端环境下采用的充电设备非常有用。

研究小组还将rtils/粘土与少量热塑性聚氨酯组合，制成一种薄膜，切割成不同的大小和形状，能够灵活适应多种设备的设计。

“我们的目的是克服以前传来的液体和胶体电解液的限制，只能用于在低温下工作的电气化能源设备。 ”利迪说:“这项研究使我们能够在能源、电力和循环寿命之间不折不扣地在更广泛的温度范围内安全操作，大大改善或消除了对昂贵的散热管理系统的诉求。 ”。

:杜建