悉尼大学利用榴莲和菠萝蜜制成超级电容器 可用于电动汽车/手机等

据外媒报道，东南亚水果榴莲闻起来很恐怖，但是味道与菠萝蜜类似，而此两种水果能够成为实现超快充电前沿技术的关键成分，为手机、汽车等提供电力。澳大利亚悉尼大学（University of Sydney）副教授Vincent G. Gomes发布了一篇论文，描述了一种提取榴莲和菠萝蜜生物废料的新方法，用于制成更高效、超快的充电器。

汽车制造商不会将此种长着尖刺的水果碎片塞进汽车电池，是Gomes及其团队发现了一种方法，能够将水果残渣变成可以存储大量能量的超级电容器。

该论文写道：“经过数百万年的生物进化，天然生物质的结构精度及其富层次的气孔为碳基材料的合成提供了杰出的模板。天然生物质集合了表面积大、平面导电率高以及界面活性位点密度高等特性，有助于促进电化学反应、改善离子扩散、实现高电荷载流子密度。”

超级电容器是什么？

Gomes及其同事在论文中写道，由于气候变化、化石燃料被快速消耗，制造商们都在研发一种具备高能量密度、称为超级电容器的储能设备，以“快速捕获和传输能源。”研究人员们主要关注于电化学超级电容器，或“双层电容器”。此种设备是理想的储能选择，可用于便携式医疗设备、运输业的电池等。

此类利用榴莲水果制造出来的超级电容器非常棒，因为此类超级电容器具有超强的能力可以让其保持始终如一的充放电循环能力。从能源方面看，充放电循环就是不断充电、不断耗尽电池的过程。

目前，采用超级电容器仍然很昂贵，因此Gomes转而从菠萝蜜和榴莲中提取相对便宜的有机废料。通常来说，超级电容器由两个金属箔构成，每个金属箔都涂有一种电极材料，如活性炭。

由于环境问题和成本高昂，Gomes等的能源研究正从锂离子电池转向超级电容器，区别是什么呢？电池有两个电极，由电解液隔开。电解液是一种化学物质，是电池内部化学反应的催化剂，此类反应能够将电池内的化学物质转化成新的物质，并在此过程中释放电能。一旦内部的化学物质耗尽，整个反应过程就会停止，电池也就没电了。

相比之下，可充电电池允许电池内部的化学反应能够双向运行，造成了充放电循环，因此，iPhone手机的电池能够不断地充电。

电容器采用静电而不是化学能来存储能量，给电容器充电，有点像用乳胶气球与头发摩擦，产生静电。在电容器内部的金属板上，正负电荷逐渐增加，电荷也随之增加。虽然电容器在某些方面（不含有毒金属，可无线充电）领先于电池，但是如果重量一样，其存储的电能根本比不上普通电池。

而超级电容器的金属板比一般电容器的要大，每一层都涂有活性炭等多孔物质，从而能够产生更大的表面积，以存储更多的电荷。如果将电能当作水，普通的旧电容器就像一块布，只能吸取一点点溢出的水，但是超级电容器就像是一块海绵。

超级电容器像海绵一样

也许利用水果制超级电容器听起来很疯狂，但是，粉末状木炭的吸收能力强，能够帮助超级电容器存储更多能量，因此，榴莲等多孔隙水果的果肉等含碳生物物质能够起到很大的能量补充作用。

Gomes和研究小组利用榴莲和菠萝蜜合成了一种碳气凝胶，此种气凝胶与硅胶类似，多孔隙，能够让食品或包装电子产品保持水分。过去，科学家们也曾对西瓜、柚子皮甚至纸浆做过类似的研究。

研究人员表示：“与坚硬、稠密的有机废料相比，具有良好机械稳定性的纤维桩、肉质有机废料是更有前景的候选材料。基于榴莲和菠萝蜜的结构及其掺杂了氮的本性，我们选择了它们的废果芯作为候选材料。”

研究人员表示，如果此种储电方法被广泛采用，将对环境带来好处。将食品垃圾转化为增值产品，不仅能够改善整体经济，还能减少环境污染。（文中图片均来自popularmechanics.com）