石墨烯助力超級電容器在美國成功研發

石墨烯助力超級電容器在美國成功研發

作為一種新型儲能裝置，超級電容器具有輸出功率高、充電時間短、使用壽命長、工作溫度范圍寬、安全且無污染等優點，有望成為本世紀新型的綠色電源。傳統的超級電容器體積較大，不能適應微型設備對于儲能器件體積較小的要求。因此，高性能微型超級電容器的設計與制備，以及在微型系統中作為能量存儲單元的應用是當前研究的熱點之一。

電極材料是超級電容器的關鍵所在，決定了電容器的主要性能指標，如能量密度、功率密度和循環穩定性等。截至目前，納米結構的活性炭、碳化物轉化炭、碳納米管、炭洋蔥、氧化釕、聚苯胺和聚吡咯等已經被用于微型超級電容器的電極材料，然而，它們的性能指標很難滿足不斷發展的微型能源系統的實際使用要求。而且，制造微型超級電容器電極需要復雜的光刻工藝，條件苛刻、周期長，因此很難降低產品的成本及價格，從而阻礙了其商業化前景。

由一層碳原子呈蜂窩狀有序排列而構成的石墨烯已經被證明是一種新型且高效的超級電容器電極材料。近日，美國加州大學洛杉磯分校工程及應用科學學院理查德及卡奈爾教授研究團隊發展了以石墨烯為基礎的新型微型超級電容器。該電容器不僅具有小巧的外形，更重要的是可以在極短的時間內完成充電，其充放電的速度比標準電池快數百倍甚至上千倍。

此外，這種石墨烯基微型超級電容器還具有極佳的柔性，一般的扭曲不會影響電容器的性能。更令人驚奇的是，制造這種體積很小的微型超級電容器并不需要高精尖的設備器械，利用一臺普通的家用DVD光雕刻錄機就可以完成整個生產過程。該研究團隊能在不到30 min的時間內，在一張光盤上生產出100多個石墨烯微型超級電容器，其工藝過程簡單，并且所用材料都很廉價。除了電極材料，該團隊對電極結構也進行了優化和比較。與較為普遍的三明治夾層式石墨烯電極相比，光刻得到的平面石墨烯電極具有更加優越的電容性能。而且，相同面積的石墨烯，手指交叉形狀的微型電極數量越多，電容器的性能就越好。

同時，該團隊還首次提出了一種由納米二氧化硅和離子液體混合構成的新型固態電解質。與傳統固態電解質相比，該電解質可以數倍提高電容器的容量及耐用時間，該方面的性能甚至可以和薄膜型的鋰離子電池相媲美。

因此，這種新穎的石墨烯微型電容器有望作為MEMS系統、便攜式電子設備、無線傳感網絡、柔性顯示器、電子報紙，及其多種生物體內電子設備的儲能器件得到應用。

來源：中國科學報

浙江電網2013年3月份運行數據

1發電量

類別發電量/萬kWh完成率/%計劃完成最大平均最大平均最小發電出力/萬kW平均調峰容量/萬kW負荷率/%浙江電網浙江火電浙江水電浙江核電1 861 558 1 829 625 31 933 0 1 798 216 1 765 651 32 565 0 96.6 96.5 101.98 0 31 788 30 662 1 414 0 29 609 28 884 891 0 19 638 19 525 43 0 9 971 9 358 848 0 81.62 82.15 47.14 0

2供電量

（1）本月浙江電網用電量2 418 866.41萬kWh，比上年同期增長1.11%，年度累計6 207 455.42萬kWh。最高日用電量82 385.43萬kWh，平均日用電量78 027.95萬kWh。

（2）本月浙江電網最高負荷為4 184.2萬kW，出現在14日10∶25時，比上年同期增長0.75%，平均日最大負荷3 961.02萬kW，最低負荷為2 196.6萬kW，出現在1日04∶10時，比上年同期下降9.93%，平均日最小負荷2 600.75萬kW。

（3）本月浙江電網平均峰谷差為1 360.27萬kW，平均負荷率為82.08%。

來源：浙江電力調度控制中心