用普通的DVD制作自己的超级电容器

如果您a）拥有计算机，b）购买空白DVD，c）拥有或可以使用DVD标签刻录设备，并且d）对DVD进行预处理，则您将接近下一个千年的突破性储能技术。氧化石墨薄膜。嗯，可能需要多花一两步，但这就是制造一种称为超级电容器的高效储能设备的新方法的基本思想。加州大学洛杉矶分校的研究人员由研究生Maher F.El-Kadyh领导，证明了可以使用市售CD / DVD标签刻录驱动器，通过激光将普通用石墨氧化物预处理过的DVD刻入石墨烯基超级电容器的组件中。此案来自LightScribe公司。

超级电容器有什么优点？

超级电容器可以像电池一样存储能量，但是它们的充电和放电速度更快，这使它们有可能将更多的功率集中到更小，更轻的空间中。

但是，直到现在，传统技术仍基于活性炭电极，活性炭电极的特征是微小的孔洞，导致储存能量的能力相对较低。活性炭在以高功率放电时也表现不佳。

石墨烯是更好的超级电容器

通过使用石墨烯代替活性炭，El-Kadyh超级电容器中的电极可以实现高导电率，同时提供更大的表面积，从而可以存储更多的能量。这项研究由加州大学洛杉矶分校化学和材料科学与工程教授理查德·B·坎纳（Richard B. Kaner）监督，他表示，石墨烯超级电容器可以“存储与传统电池一样多的电荷，但可以充电100到100毫安。快一千倍。”

凭借这种存储和放电效率，再加上轻巧和极高的灵活性，新型超级电容器可以实现新一代高性能便携式电子产品和太阳能电池。

一种使用石墨烯的新方法

根据《化学世界》的乔恩·卡特赖特（Jon Cartwright）所说，激光工艺使UCLA团队能够克服通常困扰于石墨烯的制造难题，石墨烯是一种只有一个原子厚的碳。

尽管（或由于其）超薄，但石墨烯具有非凡的强度和独特的电性能。

氧化石墨是一种淡黄色的物质，已经成为石墨烯制造的先前研究的主题，因为它可以在包括光脉冲在内的各种处理下产生一种石墨烯形式。问题是要实现大量天然石墨烯的精确，均匀结构。

LightScribe激光器通过还原和剥离一薄层氧化石墨以在该点上形成石墨烯来解决该问题。结果是平坦的表面没有表现活性炭特征的抑制性能的孔。

用于DIY超级电容器的可剥离电极

氧化石墨涂层之前是一层空白的DVD。完成LightScribe操作后，只需将其原子厚的石墨烯层完好无损地从DVD上剥下塑料，然后用一把剪刀就可以将其切成一定形状（请查看YouTube，观看该过程的视频）。中间有电解质的两片形成超级电容器。

如果这一切敲响了钟声，您可能会想到研究人员Michelle Khane开发的“收缩丁香”工艺，他开发了一种新方法来制造纳米级电路，方法是将其印刷在塑料上，然后将其收缩（实际上是在烤箱中，就像缩水印一样），然后将图案转移到柔性聚合物板上。

低成本替代能源的新道路

超级电容器和其他高效能存储解决方案是太阳能和其他形式的替代能源市场增长的关键，与之相比，激光划刻的石墨烯电极可能具有重要的作用，因为它们具有低成本生产的潜力活性炭。石墨烯工艺仅涉及一个集成层，而不是典型的活性炭电极的复杂结构，它使用的是基于凝胶的电解质，它消除了挠性问题和液体电解质带来的泄漏风险。

无论如何，加州大学洛杉矶分校（UCLA）团队有信心自己会有所作为。如他们的研究摘要中所述：

“用这些电极制成的设备在不同的电解质中显示出超高的能量密度值，同时保持了EC的高功率密度和出色的循环稳定性。*而且，这些EC在高机械应力下仍具有出色的电化学特性，因此有望用于大功率，柔性电子产品。”

图片：由UCLA提供。在Twitter上关注Tina Casey：@TinaMCasey。

*注意：UCLA压机材料可互换地指超级电容器和电化学电容器（EC）。