你肯定想過，如果手機(jī)充電能在幾秒鐘內(nèi)完成該多好??！或者更進(jìn)一步，要是能用給汽車加滿油的時間就完成電動汽車的充電豈不更好？

這個夢想已經(jīng)接近成真了：英國薩里大學(xué)伯丹·霍林（BrendanHowlin）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，利用制造軟性隱形眼鏡的材料，制成了能快速充電的大容量超級電容。

超級電容已經(jīng)在包括中國的幾種電動公交車在內(nèi)的諸多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。不過，超級電容的問題是：它存儲的能量太少。因此，中國電動公交車必須頻繁停下充電。

該團(tuán)隊(duì)同布里斯托爾大學(xué)的伊安·哈默頓（IanHamerton）以及AugmentedOptics公司合作，開發(fā)了一種用于超級電容的，性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)材料的電介質(zhì)材料。如果該材料的可靠性和性能得到證實(shí)，那么它將在交通、特種、消費(fèi)電子和能源領(lǐng)域獲得廣闊的應(yīng)用空間，特別是應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦。

化學(xué)電池存儲電能的功能，是通過電池內(nèi)部材料帶電離子之間的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，而離子之間的化學(xué)反應(yīng)需要時間，因此充放電速度受到限制。目前常用的鋰電池使用鋰離子存儲電能，鋰是一種相對稀少而昂貴的元素，并且鋰離子電池有在使用中起火的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

超級電容能快速充放電的秘訣在于，它的充放電過程不涉及化學(xué)反應(yīng)，純粹是一個物理過程——具體地說，是利用了材料的電極化特性。傳統(tǒng)的超級電容只能存儲相當(dāng)于電池10%的電量，而新材料根據(jù)其體積的不同（就是說可以很大），可以存儲的電量相當(dāng)于電池的100-1000倍，這已經(jīng)超過了鋰電池的電能存儲能力。

超級電容有2個電極，兩個電極之間是電介質(zhì)材料。目前為止，改進(jìn)超級電容的研究工作主要致力于增加電極的表面積（比如，采用碳納米材料），盡管這樣制造出來的電極成本會上升。而霍林團(tuán)隊(duì)卻把焦點(diǎn)集中在電介質(zhì)材料上。

吸水的超級電容材料可以防止起火

這種新型材料衍生自制造軟性隱形眼鏡的材料，柔軟、透明、親水，40年前就被化學(xué)家唐納德·哈格特（DonaldHighgate）發(fā)明。該類材料有時被稱為“凝膠”，但這并不準(zhǔn)確，因?yàn)檫@類材料不會像凝膠那樣溶解于水。該類材料是長塑料分子鏈形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的空隙可以吸水，但是這種材料自身不會導(dǎo)電。

研究團(tuán)隊(duì)將“凝膠”和一種導(dǎo)電高分子材料融合，這種導(dǎo)電高分子材料呈黑色、易碎，不易溶于水。融合后的復(fù)合材料柔軟、可導(dǎo)電并具有吸水性。吸水性的重要性在于：水可以阻止材料起火。

研究團(tuán)隊(duì)正在和SupercapacitorMaterials公司一同構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以期優(yōu)化材料的制造工藝。接下來，研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)將超級電容裝入電動汽車，并逐漸取代電池。那時，對電動車充電會比今天給手機(jī)充電還快捷。