對于儲能裝置來說，通常有兩種形式：電池或超級電容器。盡管這兩種類型的設備都可以在需要時提供電流，但它們?nèi)杂幸恍┲匾膮^(qū)別。

從電池和超級電容器的原理來看，電池電極采用化學儲能機制，而超級電容器電極則采用雙電層儲能機制。

電池可以在每單位體積內(nèi)存儲大量電荷，但超級電容器在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量電流的效率要卻高得多，這種電力爆發(fā)將有助于超級電容器快速充電。這也為電動汽車的儲能提供了可能，并且對司機和環(huán)境有益。

當前對于超級電容器的研究已經(jīng)有了一些有趣的進展，包括用可持續(xù)材料制造設備，循環(huán)利用的塑料瓶、大麻甚至廢棄的煙頭。近日，德克薩斯農(nóng)工大學的科學家們展示了一種具有出色儲能潛力的植物型超級電容器，在超級電容器的開發(fā)上再次邁出重要的一步。該研究發(fā)表在《儲能》雜志上。

在研究中，研究人員將二氧化錳和木質(zhì)素結合起來，利用它們的兩個有用特性來制造超級化合物。其中，與其他過渡金屬氧化物（如釕或氧化鋅）相比，二氧化錳更便宜，可獲得性豐富，而且更安全，但二氧化錳的一個主要缺點是它的導電性較低。此外，木質(zhì)素是一種天然聚合物，能夠賦予植物和樹木以剛性，在造紙行業(yè)作為廢品被大量生產(chǎn)。

為了制造它們的電極，研究團隊用一種常用的稱為高錳酸鉀的消毒劑處理純化的木質(zhì)素。然后，他們施加高溫和高壓以引發(fā)氧化反應，導致高錳酸鉀分解并在木質(zhì)素上沉積二氧化錳。

接下來，研究人員將木質(zhì)素和二氧化錳混合物涂覆在鋁板上以形成綠色電極。最后，通過將木質(zhì)素－二氧化錳鋁電極和另一個由鋁和活性炭制成的電極夾在凝膠電解質(zhì)之間來組裝超級電容器。

在測試新設計的綠色電極后，研究人員發(fā)現(xiàn)他們的超級電容器具有非常穩(wěn)定的電化學性能。特別是，即使經(jīng)過數(shù)千次充電和放電循環(huán)，比電容或器件存儲電荷的能力也幾乎沒有變化。此外，對于最佳的木質(zhì)素－二氧化錳比率，觀察到比電容比其他超級電容器報道的高達900倍。

在這項研究中，通過使用低成本，可持續(xù)的方法制造出具有優(yōu)異電化學性能的基于工廠的超級電容器。或許能在不久的將來，實現(xiàn)通過僅加入綠色可持續(xù)成分來使超級電容器100％環(huán)保。這對能源的發(fā)展和人類的發(fā)展都具有重要意義。
責編AJX