超級(jí)電容器前景怎么樣

超級(jí)電容器類似于一種電化學(xué)元件，但其儲(chǔ)能的過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它的儲(chǔ)能過(guò)程是可逆的。超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的多孔電極板。

通常情況下，為了避免形成電化學(xué)的負(fù)極和陽(yáng)極的溶解，大多數(shù)選擇多孔碳棒作為兩個(gè)電極。充電時(shí)，陽(yáng)極吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，陰極吸引正離子，在離子隔膜兩邊，實(shí)際上形成兩個(gè)離子存儲(chǔ)層，形成電動(dòng)勢(shì)。在放電時(shí)，正極的界面雙電層上被牢牢吸附的負(fù)離子開(kāi)始向電解液中釋放，而負(fù)極的界面雙電層開(kāi)始釋放正離子，同時(shí)，負(fù)極的界面雙電層在負(fù)極上的電子也被釋放，通過(guò)外電路流向正極，形成電流。

我國(guó)的超級(jí)電容制造的第一步應(yīng)該瞄準(zhǔn)鉛蓄電池的儲(chǔ)能水平，30瓦時(shí)/公斤。而碳電極的2000m2/g的比表面積已經(jīng)很大，但是，達(dá)到極限后，如用現(xiàn)在的制造理念還是解決不了問(wèn)題。因?yàn)?000m2/g的比表面積不是被充分利用的，這還取決于兩電極的距離，以及離子的充電擴(kuò)散的效率?；钚蕴康目障?，較多的是微米級(jí)的，只要空隙不是很深，空隙是開(kāi)放的，離子的遷移效率還是理想的。但是，作為電極，如果是粉末狀活性炭，由于是浸濕在電解液中，會(huì)使充電時(shí)的電子導(dǎo)通率下降，離金屬電極較遠(yuǎn)的活性炭尤其如此。

如果是整體狀的活性炭，則有很長(zhǎng)的離子通道，實(shí)際上并非處處是微米級(jí)的。若一處出現(xiàn)納米級(jí)的，則通道就可能被堵塞。因?yàn)?，已?jīng)被吸附的離子，在通道上會(huì)強(qiáng)烈地排斥其它同極性離子的擴(kuò)散，尤其在通道狹窄時(shí)。從某些專利來(lái)看，有的使用了高放電電壓的有機(jī)大離子作為遷移離子，而電極用碳納米管粉末復(fù)合物，這種設(shè)計(jì)明顯不合理。在理論上，大離子在碳納米管內(nèi)的遷移是困難的。考慮到吸引和排斥作用，大離子的實(shí)際遷移是更為困難。由此可見(jiàn)，超級(jí)電容的技術(shù)突破應(yīng)該是比表面積和表面積的同時(shí)擴(kuò)大。

我國(guó)的超級(jí)電容制造的第二步應(yīng)該瞄準(zhǔn)擴(kuò)大電極的比表面積。我國(guó)目前現(xiàn)有的制造方法是從上而下，即由有結(jié)構(gòu)的含碳物進(jìn)行分解式的制造。今后，要更多的研究從下到上的制造方法。雖然，一些專利也用到了碳納米管，但是，他們只是粉末狀的，還不完全符合從下到上制造出整體的要求。而模板化的碳電極制造技術(shù)、合成有機(jī)物整體焦化炭化技術(shù)、有機(jī)導(dǎo)電體制作電極技術(shù)是以上這些專利中的領(lǐng)先技術(shù)，頗有開(kāi)發(fā)之必要。展望未來(lái)，納米技術(shù)的應(yīng)用將是最終突破技術(shù)難關(guān)的關(guān)鍵。

在自主創(chuàng)新的理念的導(dǎo)引下，我國(guó)發(fā)展超級(jí)電容的內(nèi)在條件已經(jīng)具備。三年前，國(guó)際大都市上海已經(jīng)出現(xiàn)了世界第一條用超級(jí)電容儲(chǔ)能器行駛的公交線。隨著制造理念的創(chuàng)新和制造技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的超級(jí)電容制造技術(shù)一定會(huì)在世界上立于不敗之地，并將產(chǎn)生不可低估的經(jīng)濟(jì)效益，為遏制世界金融危機(jī)帶來(lái)負(fù)面影響而發(fā)揮巨大的作用。