從塞爾維亞的貝爾格萊德市中心搭乘1E巴士。在這條線路上運(yùn)行的五輛戰(zhàn)車電動(dòng)巴士，是世界上首批完全使用超級(jí)電容器的電動(dòng)巴士之一。超級(jí)電容器是電池的快速充電替代品，可能會(huì)徹底改變我們儲(chǔ)存能源的方式。

超級(jí)電容器(也被稱為超級(jí)電容器)不像電池那樣以化學(xué)勢儲(chǔ)存電能，而是將其儲(chǔ)存在電場中，就像氣球上的靜電收集一樣。

由于沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它們不會(huì)像鋰離子電池那樣降解。鋰離子電池依賴于稀土金屬，兩年后可能會(huì)被填埋。

這就意味著你可以更快地給他們充電——貝爾格萊德的一輛公交車5分鐘的充電就可以行駛18公里。

超級(jí)電容器還沒有在我們的電動(dòng)汽車和電子產(chǎn)品中取代電池的原因有兩個(gè):它們?cè)谙嗤目臻g中儲(chǔ)存的能量更少，而且它們不能儲(chǔ)存這么久。

一個(gè)充滿電的超級(jí)電容器可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)漏出，而不是數(shù)天。

對(duì)于一輛每站都可以充電的公交車來說，這很好，但對(duì)于一輛需要全天行駛的汽車來說就沒那么有用了。

但現(xiàn)在，許多研究人員和初創(chuàng)企業(yè)都在努力改進(jìn)超級(jí)電容器。

為了做到這一點(diǎn)，他們求助于歷史上最被炒作的材料之一:石墨烯。

石墨烯于2004年在曼徹斯特大學(xué)被發(fā)現(xiàn)，它由排列成六邊形的碳原子薄片組成，很快被譽(yù)為一種神奇的材料。

它強(qiáng)度高，重量輕，表面積大，是熱和電的優(yōu)秀導(dǎo)體。

但承諾的石墨烯革命尚未實(shí)現(xiàn)。

貝爾格萊德的公交車使用由活性炭層制成的超級(jí)電容器，活性炭層被涂在浸在電解液中的導(dǎo)電板上。

石墨烯也是碳的一種形式，但由于其巨大的表面積(決定了超級(jí)電容器的性能)，它有可能從根本上提高超級(jí)電容器的性能，使其在電動(dòng)汽車和消費(fèi)設(shè)備上變得實(shí)用。

它可以讓智能手機(jī)在幾秒鐘內(nèi)充電，也可以讓汽車在一組紅綠燈前停下來加油。

預(yù)計(jì)到2022年，石墨烯電池的市場規(guī)模將達(dá)到1.15億美元，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，石墨烯電池還有巨大的潛力，許多公司對(duì)其工作產(chǎn)生了濃厚的興趣。

這種新型超級(jí)電容器中的許多嚴(yán)格意義上并不是石墨烯，從技術(shù)上講，石墨烯只是指二維的碳層。

盡管石墨烯的表面積已經(jīng)很大，但人們?nèi)栽谂νㄟ^不同的方式來改造石墨烯——在其表面戳入小孔和通道，或在納米級(jí)賦予其紋理——來提高其比表面積。

然而，石墨烯超級(jí)電容器要想在大多數(shù)應(yīng)用中成為鋰離子的實(shí)際替代品，還需要做很多工作。

一些人建議使用混合系統(tǒng)——快速充電的超級(jí)電容器，長期儲(chǔ)存的傳統(tǒng)電池。

另一個(gè)潛在的問題可能是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模——由于大肆宣傳，石墨烯行業(yè)已成為一個(gè)不守信用和劣質(zhì)質(zhì)量控制的雷區(qū)。

盡管石墨烯總體上比鋰離子更環(huán)保，也更容易回收，但最常見的石墨烯生產(chǎn)工藝仍涉及嚴(yán)酷的化學(xué)物質(zhì)，如果到2030年，石墨烯的電動(dòng)汽車庫將達(dá)到1.25億輛，那么這種化學(xué)物質(zhì)可能無法持續(xù)。

它可以用來制造內(nèi)置電池的筆記本電腦，也可以用來制造將能量儲(chǔ)存在車門或底盤而不是笨重電池組中的電動(dòng)汽車。

“在某種程度上，這就像擁有一輛無電池汽車，”以目前的技術(shù)水平，一輛輕型電動(dòng)汽車底盤上的小型結(jié)構(gòu)電池可以增加15公里的行駛里程。他們甚至可以在你家的墻上儲(chǔ)存能量。

石墨烯的突破預(yù)示著電池的未來

石墨烯的突破預(yù)示著電池的未來

2017年，蘭博基尼宣布與麻省理工學(xué)院(MassachusettsInstituteofTechnology)合作開發(fā)TerzoMillennio電動(dòng)超級(jí)跑車。TerzoMillennio是一種概念車，由碳纖維車身內(nèi)置的類似石墨烯的材料驅(qū)動(dòng)。

這項(xiàng)技術(shù)正在迅速改進(jìn)——到本世紀(jì)20年代初，它可能會(huì)出現(xiàn)在我們的手機(jī)上——但要讓它足以為普銳斯(Prius)汽車提供動(dòng)力，還需要一段時(shí)間，更不用說為一輛高端跑車提供動(dòng)力了。

最終，石墨烯或類似材料制成的超級(jí)電容器將成為我們世界的重要組成部分。