盖世汽车讯 据外媒报道，斯科尔科沃理工学院（Skoltech）、微电子纳米技术研究所（Institute of Nanotechnology of Microelectronics）、RAS和其他研究中心的科学家进一步了解了碳基电极的等离子体处理如何影响超级电容器的关键特性，其中超级电容器是补充电动汽车、火车、港口起重机等电池的储能设备。

图片来源：期刊《Electrochimica Acta》

随着科学家研究各种电极改性对电容的影响，增强超级电容器性能的工具包将不断扩展，这些设备将存储更多能量并找到更多应用。相关研究结果发表在期刊《Electrochimica Acta》上。

“我们的团队正在研究通过调整电极中使用的碳基材料来提高超级电容器性能的方法，”这项研究的首席研究员、Skoltech材料科学系助理教授Stanislav Evlashin评论道。“基本上，有两种方法可以增加超级电容器存储的能量。要么通过复杂的表面设计来增加电极的有效表面积，要么将外来原子引入电极的碳材料中。在这项研究中，我们在理解外来原子加入的影响方面取得了进展。”

超级电容器是一种储能设备，通常与锂离子技术配合使用。与传统电池不同，它们几乎可以瞬间提供或收集能量，因此可以快速爆发出所需的能量，以提升负载、启动车辆、拉动刹车等。

超级电容器还可以处理更大的温度范围。它们磨损小、使用寿命长，可以大大延长锂离子电池的使用寿命。

与金属离子技术相比，超级电容器故障不会造成重大火灾隐患。而且所使用的材料相对容易以环保的方式处理。

超级电容器可为医院、数据中心和电信设备提供不间断电源，以确保持续服务并避免记忆损失。该技术还用于平衡电网的峰值需求。超级电容器在物联网传感器和通信设备以及可穿戴医疗设备和便携式电子产品方面具有潜力。

在电动和混合动力汽车中，超级电容器可用于启动和停止，以及动力转向。与汽油发动机配合使用，超级电容器可加快汽车电池的充电速度。电动汽车（尤其是火车）可以从超级电容器中受益，超级电容器可捕获制动时释放的能量，从而提高整体效率。

超级电容器的电容越大，它能存储的能量就越多。Skoltech研究人员正在研究超级电容器电极碳材料中外来原子的加入如何影响电容。

在最近的研究中，Skoltech团队测试了六种化学成分的等离子体对碳纳米墙电容的影响，其中碳纳米墙是一种用于制造超级电容器电极的材料。在这六种成分中，只有氮和氩的混合物被证明是合适的，它以一种方式改变了材料，使其面积电容增加了一倍。

虽然这绝不是此类碳基电极改性的记录，但研究结果揭示了所涉及的电化学原理。

“我们发现，首先发生的是，碳纳米壁结构生长后剩余的无定形碳被清除。随后形成新的缺陷，并将杂原子掺入碳材料结构中。无定形碳与氮杂原子一起促成了伪电容的发生，”Evlashin表示。