最近，一種被稱(chēng)為超級(jí)電容的設(shè)備成為了一種很有吸引力的能源存儲(chǔ)形式:它們能在幾秒鐘內(nèi)充電，壽命很長(zhǎng)，工作效率接近100%，而且比電池更輕，揮發(fā)性更小。

但它們的儲(chǔ)能能力較低，還存在其他缺點(diǎn)，這意味著它們主要用作電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源技術(shù)和消費(fèi)設(shè)備等的備用電源。

麻省理工學(xué)院(MIT)的衍生產(chǎn)品FastCAP系統(tǒng)正在開(kāi)發(fā)超級(jí)電容，以及基于超級(jí)電容的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能提供更高的能量密度和其他先進(jìn)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)為各種行業(yè)的設(shè)備開(kāi)辟了新的用途，包括一些在極端環(huán)境下運(yùn)行的設(shè)備。

根據(jù)麻省理工學(xué)院(MIT)的研究，F(xiàn)astCAP的超級(jí)電容存儲(chǔ)的能量是商用超級(jí)電容的10倍，其功率密度是商用超級(jí)電容的10倍。它們也是唯一的商用超級(jí)電容，能夠承受高達(dá)300攝氏度和零下110攝氏度的高溫，使它們能夠承受鉆井和外層空間的條件。

最近，該公司開(kāi)發(fā)了一款aa電池大小的超級(jí)電容，并附帶了更大型號(hào)的額外功能，這樣客戶(hù)就可以把設(shè)備放在超級(jí)電容以前放不下的地方。

FastCAP成立于2008年，已經(jīng)將其技術(shù)應(yīng)用于石油和天然氣行業(yè)，現(xiàn)在的目標(biāo)是特種航天和特種，最終是電動(dòng)、混合動(dòng)力車(chē)，甚至燃料電池汽車(chē)。

石墨烯

超級(jí)電容利用電場(chǎng)將離子從正極板和負(fù)極板的表面來(lái)回移動(dòng)，而正極板和負(fù)極板通常涂有一種叫做石墨烯的二維材料。離子附著在電極上，并迅速釋放，從而實(shí)現(xiàn)了快速循環(huán)，但小的表面積限制了附著離子的數(shù)量，限制了能量存儲(chǔ)。例如，傳統(tǒng)的超級(jí)電容所能儲(chǔ)存的能量只有同等大小鋰離子電池的5%。

垂直排列在電極上的緊密排列的碳納米管陣列提供了更大的表面積。陣列也是均勻的，而多孔材料是不規(guī)則的，離子很難進(jìn)出。垂直排列的納米管陣列看起來(lái)像納米梳子。

在福特-麻省理工聯(lián)盟(Ford-MITAlliance)和麻省理工學(xué)院能源計(jì)劃(MITEnergyInitiative)的資助下，研究人員建造了一個(gè)指甲大小的原型機(jī)，它儲(chǔ)存的能量是傳統(tǒng)超級(jí)電容的兩倍，提供的能量是傳統(tǒng)超級(jí)電容的7至15倍。

2018年美國(guó)能源部地?zé)峒夹g(shù)項(xiàng)目的撥款，用于開(kāi)發(fā)用于地?zé)峋@探的高溫儲(chǔ)能設(shè)備。地?zé)峋@探時(shí)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有儲(chǔ)能設(shè)備所能承受的溫度。這些超級(jí)電容還在開(kāi)發(fā)中，已經(jīng)證明其工作溫度在零下5攝氏度到250攝氏度之間。