超級(jí)電容來(lái)了，帶您揭曉它的神秘感！
2020年上海市種子中心城區(qū)的5條主要線路新增了89輛新型公交車(chē)，這些公交車(chē)雖然看似平平無(wú)奇，實(shí)則大有乾坤。因?yàn)樗梢岳贸丝驮谕？空旧舷萝?chē)的時(shí)間空隙里進(jìn)行迅速充電。這到底是什么原理？其實(shí)這些公交車(chē)的動(dòng)力不是普通的蓄電池或者燃料電池，而是一種新型的超級(jí)電容，這種電容器zui大的特點(diǎn)就是一分鐘就可以充滿電，并且它的續(xù)航里程可以達(dá)到10-15千米，真不愧稱得上是“超級(jí)”二字。超級(jí)電容器與傳統(tǒng)電容器相比，它的超級(jí)之處在于體積小但能儲(chǔ)存超過(guò)普通電容器四萬(wàn)倍的電量。國(guó)際單位中電容的標(biāo)準(zhǔn)單位是法拉，而由于傳統(tǒng)電容器的儲(chǔ)存容量很小，僅僅只能以千分之一的毫法計(jì)算。因?yàn)閮?chǔ)存容量很小，因此傳統(tǒng)的電容器只能應(yīng)用在提升電路gao效平滑的直流輸出方面，不能夠應(yīng)用于儲(chǔ)存電荷，所以超級(jí)電容器的出現(xiàn)就能夠很好的解決這個(gè)問(wèn)題。電在存儲(chǔ)的過(guò)程中有一個(gè)非常新奇的特性就是只能在表面上儲(chǔ)存電荷，電荷只能分布在表面的一點(diǎn)點(diǎn)，因此要想擴(kuò)大電容器的儲(chǔ)電能力，重要的就是增大比表面積。超級(jí)電容器就是通過(guò)使用多孔的碳材料來(lái)增大它的比表面積，多孔碳就好像是一塊海綿，有著大大小小的孔洞，將孔洞內(nèi)的表面展開(kāi)之后，會(huì)獲得比海綿的外表面積要大得多的內(nèi)表面積，從而使得整個(gè)的比表面積增大，自然儲(chǔ)存電荷的能力自然會(huì)增加。在超級(jí)電容器里面的多孔碳的本質(zhì)就是活性炭，一般的活性炭常見(jiàn)于我們生活中的凈水器、新裝修的房子里，可以用來(lái)凈化水質(zhì)、吸附有毒氣體，超級(jí)電容器里的活性炭就是活性炭的一種，但是是特制的一種活性炭。這種多孔碳材料有著非常好的導(dǎo)電性，能夠非常順暢地傳輸電荷，另外就是有著非常高的比表面積，1克一般的活性炭的比表面積在300~500平方米，但是用于超級(jí)電容器的多孔碳1克的比表面積就可以達(dá)到2000平方米甚至更高。
在日常生活中我們對(duì)電容器的接觸并不多，接觸較多的是電池，像手機(jī)的鋰電池等等。這兩者存在著很大的區(qū)別，電容器是將電荷直接存儲(chǔ)，不涉及能量的轉(zhuǎn)化，而電池是一種能量的轉(zhuǎn)換裝置，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存電，在將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來(lái)。因?yàn)閮?chǔ)能的原理不一樣，所以超級(jí)電容器與電池相比，相同體積的超級(jí)電容器和鋰電池，超級(jí)電容器的儲(chǔ)電量可能只是鋰電池的二十分之一到十分之一。但從充電速度來(lái)看，鋰電池的電動(dòng)汽車(chē)在快充半小時(shí)的情況下能夠充到70%~80%，但超級(jí)電容器的公交車(chē)可以在?？康囊环昼姵錆M。另外就是循環(huán)的壽命上，鋰電池一般的壽命在2000次左右，超級(jí)電容器的壽命可以達(dá)到50萬(wàn)次~100萬(wàn)次。從環(huán)保性和安全性上看，鋰電池等其他的二次電池有著很大的不足，鋰電池中的鋰元素在地球上是十分有限的，而且鋰是非常活潑的金屬，無(wú)論是暴露在空氣還是水中都會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，鋰電池報(bào)廢后如果不及時(shí)回收的話會(huì)對(duì)環(huán)境造成很?chē)?yán)重的污染；汽車(chē)電瓶中的鉛酸電池中的鉛對(duì)于土壤和人體也有非常大的毒性。而超級(jí)電容器的儲(chǔ)能材料是碳材料，碳資源在地球上的資源是非常豐富的，無(wú)論是普通的動(dòng)物植物還是煤炭石油資源都富含碳元素，因此超級(jí)電容器的材料來(lái)源是豐富且環(huán)保的。除此之外，超級(jí)電容器的安全性也是極高的，因?yàn)槌?jí)電容器的材料是多孔碳而且是純碳，碳的性質(zhì)十分穩(wěn)定，因此即使是遭到碰撞和高溫的情況下也不會(huì)發(fā)生明顯的化學(xué)變化。因此，在我國(guó)新能源開(kāi)發(fā)利用的環(huán)保道路上，超級(jí)電容器的深入研究十分有必要。超級(jí)電容器也不負(fù)眾望，已經(jīng)在電動(dòng)公交車(chē)上有了很成熟的應(yīng)用，不只是上海，寧波、廣州、武漢都有安裝了超級(jí)電容器的電動(dòng)公交車(chē)線路，真正可以做到幾分鐘的時(shí)間給公交車(chē)充滿電。?
