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超级电容来了,带您揭晓它的神秘感!


2020年上海市种子中心城区的5条主要线𒀰路新增了89辆新型公交车,这些公交车虽然看似平平无奇,实则大有乾坤。因为它可以利用乘客在停靠站上下车的时间空隙里进行迅速充电。这♏到底是什么原理?

其实这些公交车的动力不是普通的蓄电池或者燃料电池,而是一种新型的超级电容,这种电容器zui大的特点就是一分钟就可以充满电,并且它的续航里程可以达到10-15千米,真不愧称得上是“超🐎级”二字。

超级电容器与传统电容器相比,它的超级之处在于体积小但能储存超过普通电容器四万倍的电量。国际单位中电容的标准单位是法拉,而由于传统电容器的储存容量很小,仅仅只能以千分之一的毫法计算。因为储存容量很小,因此传统的电容器只能应用在提升电路gao效平滑的直流输出方面,不能够应用于储存电荷,所以超级电容器🐼的出现就能够很好的解决这个问题。

电在存储的过程中有一个非常新奇的特性就是只能在表面上储存电荷,电荷只能分布在表面的一点点,因此要想扩大电容器的储电能力,重要的就是增大比表面积。超级电容器就是通过使用多孔的碳材料来增大它的比表面积,多孔碳就好像是一块海绵,有着大大小小的孔洞,将孔洞内的表面展开之后,会获得比海绵的外表面积要大得多的内表面积,从而使得整个的比表面积增大,自然储存🃏电荷的能力自然会增加。

在超级电容器里面的多孔碳的本质就是活性炭✅,一般的活性炭常见于我们生活中的净水器、新装修的房子里,可以用来净化水质、吸附有毒气体,超级电容器里的活性炭就是活性炭的一种,但是是特制的一种活性炭。这种多孔碳材料有着非常好的导电性,能够非常顺畅地传输电荷,另外就是有着非常高的比表面积,1克一般的活性炭的比表面积在300~500平方米,但是用于超级电容器的多孔碳1克的比表面积就可以达到2000平方米甚至更高。

在日常生活中我们对电容器的接触并不多,接触较多的是电池,像手机的锂电池等等。这两者存在着很大的区别,电容器是将电荷直接存储,不涉𒅌及能量的转化,而电池是一种能量的转换装置,将电能转化为化学能储存电,在将🌸化学能转化为电能释放出来。

因为储能的原理不一样,所以超级电容器与电池相比,相同体积的超级电容器和锂电池,超级电容器的储电量可能只是锂电池的二十分之一到十分之一。但从充电速度来看,锂电池的电动汽车在快充半小时的情况下能🌟够充到70%~80%,但超级电容器的公交车可以在停靠的一分钟充满。另外就是循环💧的寿命上,锂电池一般的寿命在2000次左右,超级电容器的寿命可以达到50万次~100万次。

从环保性和安全性上看,锂电池等其他的二次电池有着很大的不足,锂电池中的锂元素在地球上是十分有限的,🧔而且锂是非常活泼的金属,无论是暴露在空气还是水中都会发生剧烈的化学反应,锂电池报废后如果不及时回收的话会对环境造成很严重的污染;汽车电瓶中的铅♕酸电池中的铅对于土壤和人体也有非常大的毒性。


超级电容器的储能材料是碳材料,碳资源在地球上的资源是非常丰富的,无论是普通的动物植物还是煤炭石油资源都富含碳元素,因此超级电容器的材料来源是丰富且环保的。除此之外,超级电容器的🧜安全性也是极高的,因为超级电容器的材料是多孔碳而且是纯碳,碳的性质十分稳定,因此即使是遭到碰撞和高温的情况下也不会发生明显的化学变化。因此,在我国新能源开发利用的环保道路上,超级电容器的深入研究十分有必要。

超💧🍒级电容器也不负众望,已经在电动公交车上有了很成熟的应用,不只是上海,宁波、广州、武汉都有安装了超级电容器的电动公交车线路,真正可以做到几分钟的时间给公交车充满电。
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