联合研究团队取得新发现 废胶可以持续延长超级电容器的使用寿命

盖世汽车讯 据外媒报道，来自苏格兰、韩国和印度多所大学的科学家们在印度发现了一种树木，其产生的废胶可能成为开启新一代性能更佳、更环保的超级电容器的关键。研究人员利用原本无用的树胶的独特性能，防止超级电容器在数万次充电循环中性能下降。

图片来源： 期刊《Energy Storage Materials》

该团队的发现可能有助于减少超级电容器对环境的影响。超级电容器是一种储能技术，其总功率低于传统电池，但充放电速度却快得多。

超级电容器目前广泛应用于各种电子设备、电网和电动汽车。然而，它们的长期性能可能会受到酸性电解质的影响，酸性电解质会与金属电极发生不必要的副反应，从而降低其长期保持满电量的能力。

更换和处理报废超级电容器加剧了全球日益严重的电子垃圾问题，并可能对环境造成有害影响。

在期刊《Energy Storage Materials》上发表的一篇论文中，研究人员展示了如何将胶质棉（一种由棉籽树皮产生的多糖）与海藻酸钠结合，制造出一种名为“KS”的海绵状生物聚合物。

研究发现，在传统超级电容器的酸性电解液中添加KS，有助于在碳电极上形成一层保护层。KS层有助于防止电极的物理降解，同时仍允许离子传输过程进行，从而使超级电容器能够充放电。

在实验室测试中，改进的电解液显著提升了超级电容器的性能，使其在3万次循环后仍能保持93%的满能量容量。而在同一时间段内，该团队测试的一款其他方面完全相同的超级电容器的容量却下降到了58%。

格拉斯哥大学（University of Glasgow）詹姆斯·瓦特工程学院的Jun Young Cheong博士是该论文的通讯作者之一。他表示：“树胶在工业领域有着广泛的用途，例如制药、食品和化妆品。然而，我们在这项研究中使用的树胶并没有太多实际用途，而且实际上对印度政府来说，处理起来有点麻烦。通过这项研究，我们找到了一种利用这种树胶制造真正有用产品的方法，制造出一种可生物降解、可回收的生物聚合物，它能够实现卓越的性能，并显著延长超级电容器的使用寿命。”

“在实验室中，我们已经在超过3万次循环中展现出优异的性能。如果我们每天运行一次循环，超级电容器理论上可以持续使用80多年而不会出现明显的性能损失，这意味着超级电容器可以在设备中使用更长时间而无需更换。”

这项研究以Cheong博士正在进行的利用生物废弃物制造电池的研究为基础，该研究也证明了在锂离子电池的石墨阳极中使用水溶性胶状粘合剂的有效性。

韩国亚洲大学（Tae Gwang Yun教授）、中央大学（Byungil Hwang教授）和明知大学的研究人员参与了这项研究，并与印度阿姆利塔大学（Vinod V. T. Padil教授）的同事共同撰写了该论文。