美国德克萨斯A&M大学(Texas A&M University; TAMU)的研究人员展示了一种基于植物的超级电容器，具有优异的储能潜力。
这一研究成果已发表在6月的《储能》(Energy Storage)期刊上。
超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，既具有电容器快速充放电的特性，又具有电池的储能特性。
超级电容器具有使电动汽车完全普及的潜力，它可以在几分钟内完成充电，解决电动车普及的充能难题。
在研究中，该团队使用了一种叫做木质素的天然聚合物，正是这种物质使得植物不那么脆弱易折，也是造纸过程中产生的废品。研究小组希望用它来增强超级电容器电极材料二氧化锰的性能，这种化合物的纳米颗粒比其他溶液有许多好处，但电化学性能往往会下降。
该研究的作者梁洪(音译)说:“二氧化锰比其他过渡金属氧化物更便宜，更容易获得，也更安全，比如钌或氧化锌，它们被广泛用于制造电极。”。“但是二氧化锰的一个主要缺点是它的电导率较低.”
先前的研究表明，木质素与金属氧化物结合可以提高超级电容器电极的电性能，但该小组希望研究如何具体增强氧化锰的功能。因此，他们设计了一种超级电容器，木质素与金属氧化物是两个关键部分。
具体操作过程是，该团队用高锰酸钾处理纯化的木质素，然后他们施加高热和高压来引发氧化反应，导致高锰酸钾分解，产生二氧化锰并沉积在木质素上。随后，他们将木质素和二氧化锰的混合物涂在铝板上，制成绿色电极。最后，研究人员在木质素-二氧化锰-铝电极和另一个由铝和活性炭制成的电极之间夹入凝胶电解质，超级电容器的组装就完成了。
在测试中，他们发现这款超级电容器具有非常稳定的电化学性能，其比电容，也就是设备储存电荷的能力，即使经过数千次充放电循环，变化也很小。
为了显示这一新方案的优越性，研究小组将其与其他尖端超级电容器作了对比，这些“对手”的电极有的完全由活性炭或石墨烯制成，有的则由其他材料结合制成，结果显示，植物基超级电容器在比电容(衡量设备存储电荷能力的指标)方面大获全胜，
此外，对于最佳配比的木质素-二氧化锰，这一方案的比电容要比电极由二硒化锡制成的超级电容器的比电容高900倍!
研究人员称这种超级电容器重量轻、灵活、成本低，增加了其作为车辆储能元件的潜力。他们还报告说，它在测试中表现得非常好，具有“非常稳定的电化学特性”，并且它保持了在数千个周期内储存电荷的能力。
编译/前瞻经济学人APP资讯组
原文出处:
https://newatlas.com/energy/plant-based-supercapacitor-energy-storage/
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200908131041.htm