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活性炭與超級電容器的關系?現(xiàn)在科學家一直在努力開發(fā)諸如電池和電容器之類的能量儲存解決方案，這些解決方案可以跟上目前的電子元器件發(fā)展速度達數(shù)年。不幸的是，我們現(xiàn)在的情況是，當我們能夠在某些類型的電池中儲存大量的能量時，這些電池的體積非常大，非常重，并且相對緩慢地充電和釋放電能。另一方面，如果是用電容器的話能夠非常快速地充電和釋放能量，但電量少是一個難題。活性炭應用開發(fā)展現(xiàn)了與電池媲美的可能性，既可以充放電率高，也可以非常實惠的生產處理。
電容器和超級電容活性炭是什么
電容器是類似于電化學電池的能量存儲介質。與其他能源解決方案(如化石燃料)相比，大多數(shù)電池能夠儲存大量的能源相對來說效率較低。通常說，1kg電化學電池能夠產生比1升汽油少得多的能量; 但這種計算比較是非常模糊的，在數(shù)學上不合邏輯，應該被忽略。事實上，一些電化學電池可以相對有效的產生能量，但是在商業(yè)和工業(yè)應用(例如運輸)中替代化石燃料的電池的主要限制因素并沒有得到解決。主要是充電時間慢。到最后發(fā)現(xiàn)了新材料活性炭。
越高容量電池需要越長時間才能充電。這就是為什么電動車輛沒有飛速發(fā)展。但您現(xiàn)在可以在一些電能汽車上單次充電時行駛250英里或以上，可能需要沖電超過43小時還要使用標準的120v墻壁插座為車輛充電才能辦到，以便開車回家。這對于許多汽車用戶來說是不能接受的。另一方面，沒用活性炭的電容器雖然能夠以更高的速率充電，但是存儲(如前面提到的)更少的電能，你不想跑個十幾里路沖一次電吧。
超級電容器里面為什么要加活性炭呢，是它能夠容納數(shù)百倍標準電容器的電荷量，因此適用于許多工業(yè)和商業(yè)應用中的電化學電池的替代。超級電容活性炭可以在非常低的溫度工作; 這種情況可以防止許多類型的電化學電池停止工作。由于這些原因，加入活性炭材料的超級電容器已經被用于應急無線電和手電筒中，其中能夠動態(tài)地產生能量(例如通過纏繞手柄)，然后存儲在用于裝置的超級電容器中使用。
傳統(tǒng)的電容器由兩層由絕緣體隔開的導電材料(最終變成帶正電荷和帶負電荷的)組成。超級電容活性炭可以容納的電荷量是指導體的表面積，兩個導體之間的距離以及絕緣體的介電常數(shù)。超級電容活性炭在不含固體絕緣體的事實上略有不同。
相反，電池中的兩個導電板涂覆有多孔材料，最常見的是活性炭，并將電池浸入電解質溶液中。理想地，多孔材料具有非常高的表面積(1克活性炭的估計表面積可以等于足球場的表面積)，在這里活性炭的比表面積越大效果越好，一般采用3000以上平方米/每克的超級電容專用活性炭，并且由于超級電容器的電容由兩層之間的距離和多孔材料的表面積可以實現(xiàn)非常高的電荷含量。
雖然超級電容活性炭能夠比標準電容器儲存更多的能量，但它們在承受高電壓的能力方面受到限制。電解電容器能夠以數(shù)百伏特運行，但超級電容活性炭通常限制在約5伏特。然而，只要系列設計和控制得當，就可以設計出一個超級電容器鏈在高電壓下運行。
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