KAIST(韓国高(gāo)等科學(xué)技術(shù)研究院)研究团(tuán)隊開(kāi)發(fà)了一(yī)種(zhǒng)具有高(gāo)能(néng)量(liàng)密度、高(gāo)功率和(hé)良好循环(huán)穩定(dìng)性(xìng)的(de)水(shuǐ)性(xìng)混合電(diàn)容器(AHC)，該方(fāng)法(fǎ)是(shì)在(zài)石(dàn)墨(mò)烯上(shàng)合成(chéng)两(liǎng)種(zhǒng)多(duō)孔金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)纳米(mǐ)团(tuán)簇，更(gèng)接近(jìn)實(shí)現(xiàn)具有高(gāo)能(néng)量(liàng)密度、高(gāo)功率密度和(hé)更(gèng)长循环(huán)壽命的(de)安(ān)全(quán)儲能(néng)技術(shù)。相關(guān)論文(wén)發(fà)表(biǎo)于(yú)近(jìn)期(qī)的(de)《先(xiān)進(jìn)功能(néng)材料》雜志封(fēng)面(miàn)文(wén)章(zhāng)。这(zhè)種(zhǒng)混合存儲替代(dài)方(fāng)案(àn)顯示功率密度比傳統電(diàn)池快(kuài)100倍，允許在(zài)幾(jǐ)秒(miǎo)鐘(zhōng)內(nèi)充電(diàn)。因此(cǐ)，它适用(yòng)于(yú)小型便攜式電(diàn)子設备。

　　傳統的(de)電(diàn)化(huà)學(xué)儲能(néng)系(xì)統，包(bāo)括锂離子電(diàn)池(LIBS)，具有較高(gāo)的(de)電(diàn)壓范圍和(hé)能(néng)量(liàng)密度，但也(yě)会(huì)受到(dào)可(kě)燃有機(jī)電(diàn)解(jiě)質(zhì)的(de)安(ān)全(quán)问題(tí)的(de)影響。此(cǐ)外，它们的(de)電(diàn)化(huà)學(xué)反(fǎn)应速率較慢(màn)，導致(zhì)充電(diàn)速度差，功率密度低(dī)，容量(liàng)迅速衰減，從而(ér)循环(huán)壽命短。另(lìng)一(yī)方(fāng)面(miàn)，基于(yú)水(shuǐ)電(diàn)解(jiě)質(zhì)的(de)電(diàn)容器由(yóu)于(yú)被(bèi)認为是(shì)安(ān)全(quán)和(hé)环(huán)保的(de)替代(dài)品而(ér)受到(dào)廣泛關(guān)注。然而(ér)，水(shuǐ)電(diàn)解(jiě)質(zhì)由(yóu)于(yú)其(qí)電(diàn)壓范圍有限、電(diàn)容低(dī)，在(zài)能(néng)量(liàng)密度方(fāng)面(miàn)落後(hòu)于(yú)基于(yú)有機(jī)電(diàn)解(jiě)質(zhì)的(de)儲能(néng)系(xì)統。因此(cǐ)，除了能(néng)够快(kuài)速充電(diàn)的(de)高(gāo)功率密度之(zhī)外，開(kāi)發(fà)具有高(gāo)能(néng)量(liàng)密度和(hé)长循环(huán)壽命的(de)水(shuǐ)性(xìng)能(néng)量(liàng)存儲是(shì)推進(jìn)下一(yī)代(dài)電(diàn)化(huà)學(xué)能(néng)量(liàng)存儲裝(zhuāng)置的(de)最(zuì)具挑戰性(xìng)的(de)任務(wù)。

　　来(lái)自(zì)KAIST能(néng)源、环(huán)境、水(shuǐ)和(hé)可(kě)持(chí)續性(xìng)研究生(shēng)院的(de)Jeung Ku Kang教授和(hé)他(tā)的(de)团(tuán)隊開(kāi)發(fà)了一(yī)種(zhǒng)具有高(gāo)能(néng)量(liàng)密度、高(gāo)功率和(hé)良好循环(huán)穩定(dìng)性(xìng)的(de)水(shuǐ)性(xìng)混合電(diàn)容器(AHC)，方(fāng)法(fǎ)是(shì)在(zài)石(dàn)墨(mò)烯上(shàng)合成(chéng)两(liǎng)種(zhǒng)多(duō)孔金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)纳米(mǐ)团(tuán)簇，为AHCs制造正(zhèng)負极(jí)。多(duō)孔金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)纳米(mǐ)粒(lì)子由(yóu)2到(dào)3纳米(mǐ)大(dà)小的(de)纳米(mǐ)团(tuán)簇組成(chéng)，具有小于(yú)5纳米(mǐ)的(de)介孔。在(zài)这(zhè)些多(duō)孔結構中(zhōng)，離子可(kě)以快(kuài)速地(dì)转移到(dào)材料表(biǎo)面(miàn)，大(dà)量(liàng)的(de)離子可(kě)以快(kuài)速地(dì)儲存在(zài)金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)颗(kē)粒(lì)中(zhōng)，因为它们的(de)颗(kē)粒(lì)尺(chǐ)寸(cùn)小，比表(biǎo)面(miàn)積大(dà)。

　　研究小組将多(duō)孔氧化(huà)錳应用(yòng)于(yú)石(dàn)墨(mò)烯为正(zhèng)极(jí)，多(duō)孔氧化(huà)铁(tiě)用(yòng)于(yú)石(dàn)墨(mò)烯为負极(jí)，設計(jì)了一(yī)種(zhǒng)能(néng)在(zài)2V的(de)電(diàn)壓范圍內(nèi)工作的(de)水(shuǐ)相混合電(diàn)容器。研究人(rén)員说(shuō)：“这(zhè)種(zhǒng)由(yóu)多(duō)孔金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)電(diàn)极(jí)驅动的(de)高(gāo)容量(liàng)和(hé)高(gāo)功率密度的(de)新(xīn)型AHC，将有助于(yú)一(yī)種(zhǒng)新(xīn)型儲能(néng)系(xì)統的(de)商业化(huà)。这(zhè)項技術(shù)允許在(zài)幾(jǐ)秒(miǎo)鐘(zhōng)內(nèi)進(jìn)行超快(kuài)充電(diàn)，使其(qí)适合作为移动設备或(huò)電(diàn)动汽車的(de)动力源，因为太陽能(néng)是(shì)直(zhí)接以電(diàn)力形式儲存的(de)。“