東莞市品諾機(jī)械設(shè)備有限公司

雖然通量電容器還只是科幻概念，但目前電容器已廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品、計(jì)算系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車當(dāng)中，作為關(guān)鍵組件。

相比于具有高容量但能量傳遞慢的電池，電容器具有快速傳遞的特點(diǎn)，但其容量很低。

一直在尋求方法提高介電電容器的能量密度，電容器即在兩塊導(dǎo)電金屬板之間插入絕緣材料的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在，美國(guó)特拉華大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院的研究人員采用納米技術(shù)成功解決了這一問題。

該研究以“三維納米交指電極介電電容器”為題，發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）期刊上。

“采用這種方法，我們可以獲得每千克約2瓦特的能量密度，這明顯高于文獻(xiàn)報(bào)道過的其他介電電容器結(jié)構(gòu)?！盪D機(jī)械工程教授Bingqing Wei如是說。

他還補(bǔ)充說，“據(jù)我們所知，這是首次實(shí)現(xiàn)三維納米交指電極。碳納米管具有高比表面積，將其嵌入到具有特殊設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的3D結(jié)構(gòu)當(dāng)中，能夠解決介電電容器儲(chǔ)能低的問題。”

這種新型電容器成功的關(guān)鍵之一在于交指設(shè)計(jì)——類似于兩只手交叉手指——顯著縮短了相對(duì)電極間的距離，從而提高了電容器儲(chǔ)存電荷的能力。

這種電容器的另一顯著特點(diǎn)是這種獨(dú)特的新型三維納米電極具有高電壓擊穿，這意味著集成的介電材料（氧化鋁）作為絕緣體的作用不易失效。

“與之前的研究相比，我們預(yù)計(jì)這種新結(jié)構(gòu)的介電電容器更適合于那些需要高能量密度存儲(chǔ)的應(yīng)用領(lǐng)域，比如輔助電源供應(yīng)和混合電力系統(tǒng)?！盬ei如是說。