利用三维多孔电极的新型 Microsupercapacitor

可以集成到耐磨且灵活的电子系统的能量存储单位在今天的世界正在变得越来越重要。国王阿卜杜拉科技大学 (KAUST) 的一个研究小组现已开发利用三维多孔电极 (“混合 Microsupercapacitors 与垂直缩放 3D 当前收藏家制作使用一个简单的切转移策略”) microsupercapacitor。

这些低功耗单位预计将使新一代的”聪明”的产品，例如自供电传感器衣物、 安全、 结构健康监测和”物联网”应用程序。

然而，这些单位会很小但仍然有效，最高的能量密度必须走进面积最小。

实现这个目的的一种方法是构建微型电池使用薄膜厚度的只是一个几微米或更少，并以固态方式取代传统的电解质。薄膜电池具有能量密度相对较高，这是的他们可以在一个给定的区域中存储的能量。然而，他们都受到有限的循环寿命和能量密度低，意味着他们速度很慢的充电和放电。

Microsupercapacitors 是一个更快的选择，而这些可能证明适合应用程序需要功率脉冲和很长的循环寿命。

材料科学与工程胡萨姆 Alshareef 从大学的纳米功能材料与器件组 KAUST 教授说:”而且，而必须在一个恒定的电压充电电池，超级电容器收费最有效地利用源可以供应，不论电压，最大电流”。

这使得超级电容器为自供电的系统中的应用更具吸引力的动力源可能是间歇性的地方。

Alshareef 的团队现已在各区发展综合的 microsupercapacitors，与垂直缩放三维多孔当前收藏家从泡沫镍作出改善 microsupercapacitor 性能。在泡沫工作来增加表面面积毛孔。

“这个三维多孔结构使优秀电解质渗透率、 良好的导电性和活性物质，具有最大批量加载更快离子运输增加能量和功率密度在某一领域，”Alshareef 说。

Microsupercapacitors 也是不对称的使用两种不同的电极材料为阴极 （硫化钴镍） 和阳极 （纳米碳纤维），其中近一倍的工作电压。其结果是，同时提供高功率密度 （四个毫瓦每平方厘米），microsupercapacitors 有每平方厘米 200 microwatt 小时能量密度。

这是优于国家艺术 microsupercapacitors，达到每平方厘米一和四十 microwatt 个小时之间，，是各种类型的薄膜电池相媲美。这些高容量是 10,000 经营周期之后仍然保持。

“高能量和功率密度实现在这些设备可以满足片上存储需求量集成微系统，各类”指出 KAUST 博士生邱江，这项研究的主要作者。