9 月 20 日消息，澳大利亚莫纳什大学 ARC 二维材料先进制造研究中心（AM2D）的科研人员在储能技术领域取得重大突破，相关成果已于 9 月 16 日发表在《自然・通讯》上。

他们开发出了一种新型碳基材料，能够使超级电容器在保持快速充放电优势的同时提供相当于传统铅酸电池的存储性能。这一成果有望推动电动交通、电网稳定和消费电子等领域的新一代应用。

与依靠化学反应的电池不同，超级电容器是一类通过静电方式储能的装置，但此前的关键限制在于，碳材料中可用于储能的表面积有限。研究团队发现，通过调整材料的热处理方式，可以显著提升表面积利用率。

团队开发的核心材料是一种新型架构 —— 多尺度还原氧化石墨烯（M-rGO），其原料来源于天然石墨，这种材料在澳大利亚储量丰富。

研究人员利用快速热退火工艺，制备出一种高度弯曲的石墨烯结构，形成精确的离子传输通道，从而同时实现高能量密度和高功率密度，这种组合在单一装置中极为罕见。

研究成员、AM2D 研究员佩塔尔・约瓦诺维奇（Petar Jovanović）博士表示，当将该材料组装成袋式电池后，超级电容器展现出以下性能：

• 体积能量密度最高达 99.5 Wh/L（采用离子液体电解质）；

• 功率密度高达 69.2 kW/L；

• 快速充电能力及优异的循环稳定性。

他指出：“这些性能指标已跻身碳基超级电容器的最高水平，更重要的是，该工艺具备可扩展性，并与澳大利亚原材料高度兼容。”

迈向商业化应用

共同作者、莫纳什大学孵化企业 Ionic Industries 首席技术官菲利普・艾奇森（Phillip Aitchison）博士表示，这项技术正在进入商业化阶段。

“Ionic Industries 的成立目的正是将此类创新推向市场。目前我们已在生产商用规模的石墨烯材料，并与能源储存领域的合作伙伴推进应用落地，在需要兼顾高能量与快速功率输出的场景中发挥作用。”