“自然生物經過幾百萬年的進化,擁有了精細出色的分層結構,成為一種表現優異的碳基材料”戈麥斯在論文中表示。他們利用榴蓮和菠蘿蜜的殘渣,制成了超輕的空心材料,這種材料被稱為碳氣凝膠。碳氣凝膠高度多孔且具有高吸收能力,是目前制造超級電容的優良材料。
通過高壓滅菌,將榴蓮與菠蘿蜜核去除雜質,在零下80度真空環境中冷凍,經高熱處理,最終做出了一批性能良好的碳氣凝膠原料。近年來,材料學專家也一直嘗試以其他自然界植物,比如西瓜與西柚的果皮,甚至紙漿為原料,制造碳氣凝膠,但比起人工碳納米管來,性能都不令人滿意。
“超級電容”的長板與短板
根據實驗數據,在超級電容中加入榴蓮果核制造的碳氣凝膠后,它的質量能量密度能夠達到82.5瓦時/千克(WH/kg),比起傳統超級電容10到20 WH/kg的表現,確實是有了飛躍。
那么是否電池制造工業在不久的將來就能大規模“變廢為寶”,利用這些生物垃圾制造出傳說中的超級電池了呢?且慢快活。
首先,超級電容器的工作方式與傳統電池不同,雖然可以更快地充電,但電壓低,無法存儲太多能量,能量密度只有鋰電池的十分之一。根據統計,現有汽車市場上純電動力汽車電池的質量能量密度,大約是350 Wh/kg。所以說,超級電容本身,暫時還是一種前景不明朗,性價比不高,使用場景狹窄的技術。
第二點,較之工業制造的人工碳納米管,利用榴蓮核這樣的自然生物垃圾制造出的超級電容用碳材料,質量極不穩定,品控難度極高。試想一下,一種大規模制造,日常需求極高的產品,在制造過程中,品質極端不穩定,這一批性能優良,下一批可能就是廢物,那肯定是無法接受的。
未來超級電容應用想象圖, 包括在新能源車輛上配合電池使用,收集車輛行駛中產生的動能,或者無縫嵌入服裝 !
所以,許多能源與材料工業專家指出,超級電容的未來,很可能是手機,以及可穿戴設備等相對輕量化、對電量要求不高的輕型消費電子產品。這樣本身輕便,在充電速度上占優的超級電容器才會有用武之地。所以說,想讓榴蓮變身黑科技滿滿的勁量小電池,還有一段漫長的道路要走。
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