通常，能量存储与电池和蓄电池相关联，电池和蓄电池为电子设备提供能量。

然而，近来，超级电容器在笔记本计算机，照相机，智能电话或电动车辆中的越来越多的应用。

超级电容器与传统电池不同，传统电容器可以快速存储大量能量并快速释放能量。

例如，当火车进入车站制动时，超级电容器可以存储制动产生的能量，然后在火车需要大量能量启动时将其提供给超级电容器。

资料来源︱慕尼黑工业大学（TUM）的技术团队和慕尼黑工业大学无机和金属有机化学系的Roland Fischer教授开发了一种高效的超级电容器。

储能装置的实质是一种新型，功能强大且可持续的石墨烯混合材料，其性能数据已与当前使用的电池进行了比较。

通常，能量存储与电池和蓄电池相关联，电池和蓄电池为电子设备提供能量。

然而，近来，超级电容器在笔记本计算机，照相机，智能电话或电动车辆中的应用越来越多。

超级电容器与传统电池不同，传统电容器可以快速存储大量能量并快速释放能量。

例如，当火车进入车站制动时，超级电容器可以存储制动产生的能量，然后在火车需要大量能量启动时将其提供给超级电容器。

然后，超级电容器需要解决的另一个问题是它们的能量密度不足。

当锂电池的能量密度达到265千瓦时，超级电容器迄今只有其能量密度的十分之一。

可持续材料提供高性能。

该团队与慕尼黑工业大学的化学家Roland Fischer共同开发了一种新型，功能强大且可持续的石墨烯混合材料，用于超级电容器。

可用作储能装置的正极。

研究人员将其与负离子结合使用，该负电极已被证明是基于二氧化钛和碳的。

这种新的储能装置不仅可以实现73Wh / kg的能量密度（大约相当于镍氢电池的能量密度），而且还具有比大多数仅具有16kW / kg能量密度的超级电容器更好的性能。

这种新型超级电容器的奇妙之处在于它结合了各种不同的材料。

因此，化学家将超级电容器称为“不对称电容器”。

混合材料：榜样研究人员自然会押注一种新策略，以克服传统材料的性能限制，即使用混合材料。

RolandFischer说：“自然充满了高度复杂，不断发展和优化的混合材料。

骨头和牙齿是很好的例子。

通过各种材料的自然结合，可以优化它们的机械性能，例如硬度和弹性。

团队将结合基本材料的抽象思想转移给了超级电容器。

基于此，他们使用了经过化学修饰的新型石墨烯储能电池阳极，并将其与纳米结构的有机金属结构（即所谓的MOF）结合在一起。

图：3D纳米结构电极具有许多优点；图来源：NawaTechnologies功能强大且稳定。

决定石墨烯杂化材料性能的因素之一是大的比表面积和可控制的孔径，另一个是高电导率。

该论文的第一作者，曾与Roland Fischer合作的前客座科学家Jayaramulu Kolleboyina解释说：“这种材料的高性能基于微孔MOF和导电石墨烯酸的结合”。

大面积对于优质超级电容器至关重要。

它可以使大量的电荷载流子分别收集在材料中，这是电能存储的基本原理。

通过巧妙的材料设计，研究人员实现了连接石墨烯酸和MOF的壮举。

所得的混合MOF具有较大的内表面积，每克可达900平方米，并具有作为超级电容器正电极的高性能。

长期稳定性实际上，这并不是这种新材料的唯一优势。

为了获得化学稳定的化合物，需要在组分之间形成牢固的化学键。

这些键显然与蛋白质中氨基酸之间的键相同。

菲舍尔说：“实际上，我们已经连接了石墨烯酸和MOF氨基酸以形成肽键”。

图片：新型化学修饰的石墨烯超级电容器的正极，并将其与纳米结构的金属-有机骨架结合，可以稳定地连接