新一代石墨烯超級(jí)電容問(wèn)世

中國(guó)中車株機(jī)公司自主研制的兩種新一代高比能石墨烯超級(jí)電容日前通過(guò)科技成果鑒定。由中國(guó)工程院院士楊裕生、劉友梅等9位專家組成的專家組認(rèn)為，3伏/12000法拉石墨烯/活性炭復(fù)合電極超級(jí)電容器和2.8伏/30000法拉石墨烯納米混合型超級(jí)電容器代表了目前世界超級(jí)電容單體技術(shù)的最高水平，其核心參數(shù)比能量密度高達(dá)11瓦時(shí)/千克，比美、韓等國(guó)5瓦時(shí)/千克的最高水平提高了一倍。

據(jù)中車株機(jī)公司技術(shù)中心副總監(jiān)阮殿波介紹，此次通過(guò)鑒定的石墨烯/活性炭復(fù)合電極超級(jí)電容，相比活性炭超級(jí)電容，不僅能量更大，壽命也更長(zhǎng)；而石墨烯納米混合型超級(jí)電容，則是國(guó)際上首次研制成功的創(chuàng)新產(chǎn)品。目前，兩種新產(chǎn)品均已可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

此次研制成功的2.8伏/30000法拉超級(jí)電容適用于無(wú)軌電車主驅(qū)動(dòng)。單次充電不到1分鐘，電車行駛里程即可從目前的4~6千米提高到8~10千米，不僅能實(shí)現(xiàn)車輛只需在首尾站點(diǎn)充電，還具備充放電速率快、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

3伏/12000法拉超級(jí)電容則適用于有軌電車主驅(qū)動(dòng)，單次充電僅需30秒，行駛里程可達(dá)6千米，具有零排放特點(diǎn)，比有軌電車節(jié)能30%以上。

阮殿波表示：“目前國(guó)內(nèi)每年在線運(yùn)營(yíng)公交客車更新約6萬(wàn)輛，如全部使用該超級(jí)電容作為主驅(qū)動(dòng)電源，每年可節(jié)約電能5.84億千瓦時(shí)，減少二氧化碳排放670萬(wàn)噸?！?/p>

超級(jí)電容屬物理式儲(chǔ)能，具有比功率密度高的優(yōu)勢(shì)，相比傳統(tǒng)充電裝置，超級(jí)電容具有可充電100萬(wàn)次，充電時(shí)間只需數(shù)十秒以及無(wú)污染、爆炸風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)勢(shì)，可廣泛運(yùn)用于消費(fèi)電子、軌道交通、城市公交系統(tǒng)、國(guó)防與航天、起重機(jī)械勢(shì)能回收、發(fā)電與智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。

但比能量密度低一直是超級(jí)電容的弱項(xiàng)。中車株機(jī)公司在全國(guó)率先成立超級(jí)電容研究所，并在國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目等支持下，圍繞提高比能量密度等難題展開(kāi)攻關(guān)，并直接面向產(chǎn)業(yè)化。據(jù)悉，此前該公司研制的9500法拉、7500法拉等多款超級(jí)電容現(xiàn)已大量運(yùn)用于廣州、寧波等城市的有軌和無(wú)軌電車，受到廣泛好評(píng)，并在技術(shù)上躋身世界一流行列。此次新品的研制成功，標(biāo)志著其超級(jí)電容技術(shù)研發(fā)水平持續(xù)走在世界前列。 （文柯）

來(lái)源：中國(guó)化工報(bào)

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