如果電池是能量?jī)?chǔ)存世界的馬拉松跑者，那么超級(jí)電容器則可被比喻成短跑運(yùn)動(dòng)員：超級(jí)電容器更適用于短期儲(chǔ)存高能量的應(yīng)用中，但長(zhǎng)期來說電池是更好的選擇?，F(xiàn)在來自佐治亞理工大學(xué)和韓國(guó)大學(xué)的工程師們開發(fā)出了一種新的超級(jí)電容器，旨在使其能以更長(zhǎng)的時(shí)間存儲(chǔ)更多的能量。這種超級(jí)電容器是由金屬化的紙張制成的。

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電池具有高能量密度但低功率密度的特點(diǎn)，這意味著它們能夠長(zhǎng)時(shí)間地儲(chǔ)存能量。超級(jí)電容器同時(shí)具有相反的問題：它們可以立即提供超大電流的電力，但是其具有低能量密度的缺點(diǎn)。研究人員想要開發(fā)一種在能量密度和功率密度之間取得適當(dāng)平衡的超級(jí)電容器。

為此，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的過程來制作這樣的設(shè)備。首先，將一張紙浸入含有胺表面活性劑材料的溶液中，然后將其浸入充滿金納米顆粒的溶液中。表面活性劑可幫助黃金進(jìn)入紙張中的纖維并粘在那里。接下來，科學(xué)家們使用相同的方法來添加金屬氧化物材料層，包括氧化錳。最后，金層導(dǎo)電并且金屬氧化物層存儲(chǔ)它，使得超導(dǎo)體不僅具有高能量密度和功率密度，而且可以在不損失這些能量的情況下折疊和切割。

該研究的共同作者Seung Woo Lee表示：“這基本上是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的過程。我們?cè)诮惶鏌羞M(jìn)行的逐層工藝在纖維素纖維上提供了良好的保形涂層，我們可以折疊所得到的金屬化紙張，并且可以彎曲而不損壞導(dǎo)電性，我們對(duì)涂層進(jìn)行納米級(jí)控制以適用于紙張，如果增加層數(shù)，性能將持續(xù)增長(zhǎng)，這些均以普通紙為基礎(chǔ)。”

金屬化紙張超級(jí)電容器的功率密度為15.1 mW/cm 2 ，能量密度為267.3 uW/cm 2 ，研究人員表示，它是最高性能的紡織超級(jí)電容器。“對(duì)我們可以生產(chǎn)的樣品的尺寸應(yīng)該沒有限制，”Lee說，“我們只需要建立最佳的層厚度，提供良好的導(dǎo)電性，同時(shí)最大限度地減少納米粒子的使用，以優(yōu)化成本與性能之間的權(quán)衡。

接下來，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃嘗試使用織物作為基礎(chǔ)材料，并最終使用相同的過程開發(fā)電池。

Lee表示：“這種靈活的儲(chǔ)能裝置可以為穿戴式設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)之間的連接提供獨(dú)特的機(jī)會(huì)。我們可以支持最先進(jìn)的便攜式電子產(chǎn)品的研發(fā)，我們還有機(jī)會(huì)將這種超級(jí)電容器與能夠?yàn)樯镝t(yī)學(xué)傳感器，消費(fèi)電子和軍事電子產(chǎn)品以及類似應(yīng)用提供動(dòng)力的能量收集設(shè)備相結(jié)合。”該研究成果發(fā)表在《自然通訊》雜志上。