美國一家名為EnerG2的初創(chuàng)企業(yè)，最近在美國俄勒岡州（Oregon）建立工廠，生產(chǎn)一種可以改進用于電池及能量存儲設(shè)備的超級電容器的材料。美國能源部給予該工廠價值213萬美元的援助資金，這是2009年復興法案授權(quán)的24億美元補助金項目的一部分。該補助金，旨在加速美國電動汽車的生產(chǎn)和推廣。但在未來幾年，電池生產(chǎn)商和汽車制造商是否將大量使用這種新型的材料還不確定。
EnerG2公司表示，該材料——一種在電極中使用的活性碳——可以改進超級電容器的性能。這些設(shè)備存儲一小部分的電池能量，但可以輸送更大量的突然增大的電力，并可以經(jīng)受更多充放電循環(huán)。目前，超級電容器有多種應(yīng)用，例如混合動力公交車和風力渦輪機（用以調(diào)整葉片的傾斜度）。EnerG2公司還暗示，這項技術(shù)可能是“淘汰汽油”的關(guān)鍵。
該公司，是用一種新方法來制造超級電容器電極中的活性碳材料。現(xiàn)在，商用超級電容器是用有機原料制成的，常見的原料是椰子殼。但有機材料會含有雜質(zhì)，其生產(chǎn)工序使該公司改變了超級電容器的特性。
例如，改變材料中納米級氣孔的大小和形狀可以增加表面面積，這會增加能量存儲容量?；蛘?，該公司可以控制電荷自由流過材料的程度，使其輸送不斷變化的突然增大的電力。事實上，材料含有較少的雜質(zhì)，可以使超級電容器制造商重新設(shè)計他們的能量存儲設(shè)備，用以在更高的電壓下運行，可以提高大約20%的能量存儲容量。最后，這種材料可以使超級電容器每瓦特時的成本削減一半。EnerG2公司的首席執(zhí)行官里克•利比（Rick Luebbe）表示：“這不是那種太昂貴，不能進行商業(yè)化生產(chǎn)的納米技術(shù)。”
但是一些超級電容器生產(chǎn)商還沒有被說服，總部位于圣地亞哥的Maxwell Technologies公司就是這樣的一家生產(chǎn)商。該公司負責通信和投資關(guān)系的副總裁邁克爾•松德（Michael Sund）表示，公司已經(jīng)同意測試這些新材料。他表示，已經(jīng)測試過的所有合成材料明顯都比來自有機原料的活性碳更昂貴，就擁有足夠的數(shù)量、已被證實的性能以及成本而言，有機活性碳仍是可用的最好材料。當公司考慮在新的應(yīng)用中使用超級電容器，他們最大的擔心是成本，他說，“所以我們絕不會為了獲得一種微小的性能改進而為碳支付更多的錢”。
EnerG2公司的技術(shù)用于制造活性碳，可以證明是更有效的，可以解決一些關(guān)鍵問題，促進規(guī)劃中的先進電池設(shè)計。鋰-空氣電池和鋰硫蓄電池，盡管那仍比存儲在如汽油這樣的燃料中的能量少很多，但是比現(xiàn)今的電池多存儲超過兩倍的能量。使這些電池變得實用，是非常具有挑戰(zhàn)性的。許多測試電池僅僅在幾個循環(huán)后就停止充電了，或者是因為傳導性或有害的化學反應(yīng)問題的原因，不能接近它們理論上的能量存儲容量。在碳電極中對孔結(jié)構(gòu)進行精確地控制有助于解決許多這樣的問題。
例如，研究人員最近展示證明，秩序井然的碳電極——由整齊的碳納米結(jié)構(gòu)行組成——能夠在鋰硫蓄電池中存儲相對高的能量，這是通過在材料中有限的空間內(nèi)改進傳導性和促進所需的化學反應(yīng)。而制造這些電極的技術(shù)將很昂貴。EnerG2公司的方法可以提供一種較便宜的途徑來制造這樣整齊的碳結(jié)構(gòu)。
