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超級(jí)電容因充電速度快，轉(zhuǎn)換能量效率高，可以循環(huán)使用數(shù)十萬次，工作時(shí)間長等優(yōu)勢，現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)用到新能源公交上。用超級(jí)電容作為充電能源的新能源汽車可以利用乘客上下車的時(shí)間開始充電，充電一分鐘的電量可以讓新能源汽車持續(xù)行駛10-15千米，這樣的超級(jí)電容比蓄電池好太多了，蓄電池充電速度太慢，充電半小時(shí)才只充到電量的70%-80%，充電速度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于超級(jí)電容。#超級(jí)電容#
不過在低溫環(huán)境下，超級(jí)電容性能大大縮減。這是因?yàn)榈蜏叵码娊庖弘x子擴(kuò)散受阻，超級(jí)電容等儲(chǔ)電器件的電化學(xué)性能會(huì)急劇衰減，導(dǎo)致超級(jí)電容在低溫環(huán)境下工作效率大大減低。那么有沒有什么方法可以讓超級(jí)電容在低溫環(huán)境下保持一樣的工作效率呢。
有，光熱增強(qiáng)性超級(jí)電容，由中科院合肥研究院固體所王振洋研究院團(tuán)隊(duì)研究的超級(jí)電容。在低溫環(huán)境下，超級(jí)電容的電化學(xué)性能大大衰減，而利用具有光熱性能的電極材料，通過太陽能光熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)器件溫度快速上升，有望提高超級(jí)電容的低溫性能。
研究人員用激光技術(shù)制備了具有三維多孔結(jié)構(gòu)的石墨烯晶體膜，通過脈沖電沉積技術(shù)將聚吡咯和石墨烯整合到一起構(gòu)成石墨烯/聚吡咯復(fù)合電極，這樣的電極有著高比容量，利用太陽光熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電極溫度的快速上升等特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步構(gòu)建了一種新型光熱增強(qiáng)型超級(jí)電容器，既能將電極材料暴露于太陽光下，又可以對(duì)固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行有效保護(hù)。在-30℃的低溫環(huán)境中，在太陽光照射下，超級(jí)電容嚴(yán)重衰減的電化學(xué)性能可以迅速提高到室溫水平。在室溫（15℃）環(huán)境中，超級(jí)電容在陽光照射下表面溫度提高了45℃。溫度升高后，電極孔隙結(jié)構(gòu)和電解液擴(kuò)散速率大大增加，大大提高了電容器的儲(chǔ)電能力。此外，由于固態(tài)電解質(zhì)得到很好的保護(hù)，10000次充放電后電容器的電容保持率仍高達(dá)85.8 %。
中科院合肥研究所王振洋研究團(tuán)隊(duì)的研究成果引起重視，得到了國內(nèi)重要研發(fā)項(xiàng)目及自然科學(xué)基金的支持，希望在不久的將來能夠看到并使用光熱增強(qiáng)性超級(jí)電容。
