KAIST研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型混合儲(chǔ)能裝置，可在不到半分鐘的時(shí)間內(nèi)充電。它采用含水電解質(zhì)代替易燃有機(jī)溶劑，因此既環(huán)保又安全。它還有助于高能量密度的增壓充電，這使其適用于便攜式電子設(shè)備。

來自能源，環(huán)境，水和可持續(xù)發(fā)展研究生院的Jeung Ku Kang教授和他的團(tuán)隊(duì)通過組裝纖維狀聚合物鏈陽極和亞納米級(jí)金屬，在長周期內(nèi)開發(fā)出具有高能量和高功率密度的混合能量存儲(chǔ)器。石墨烯上的氧化物陰極。

傳統(tǒng)的基于水性電解質(zhì)的能量存儲(chǔ)裝置由于低驅(qū)動(dòng)電壓和陽極材料短缺而具有升壓和高能量密度的限制。

儲(chǔ)能裝置的容量由兩個(gè)電極決定，陰極和陽極之間的平衡導(dǎo)致高穩(wěn)定性。通常，兩個(gè)電極顯示出電特性的差異，并且離子存儲(chǔ)機(jī)制過程不同，導(dǎo)致差的存儲(chǔ)和不平衡的穩(wěn)定性。

研究小組提出了新的結(jié)構(gòu)和材料，以促進(jìn)電極表面能量交換的快速速度，并最大限度地減少兩個(gè)電極之間的能量損失。

該團(tuán)隊(duì)使用石墨烯基聚合物鏈材料制造陽極。石墨烯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致高表面積，從而允許更高的電容。

對(duì)于陰極材料，該團(tuán)隊(duì)使用亞納米級(jí)結(jié)構(gòu)中的金屬氧化物來提升原子 - 離子氧化還原反應(yīng)。該方法實(shí)現(xiàn)了更高的能量密度和更快的能量交換，同時(shí)將能量損失降

使用低功率充電系統(tǒng)(例如USB開關(guān)充電器或柔性光伏電池)可以在20至30秒內(nèi)對(duì)所開發(fā)的設(shè)備進(jìn)行充電。與傳統(tǒng)的水性電池相比，開發(fā)的水性混合能量裝置顯示出高出100倍以上的功率密度，并且可以快速充電。此外，該器件顯示出高穩(wěn)定性，在高充電/放電電流下其容量保持在100%。

Kang教授說：“這種環(huán)保技術(shù)易于制造，適用性很強(qiáng)。特別是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其高容量和高穩(wěn)定性有助于水性電容器的商業(yè)化。該設(shè)備可以快速充電使用低功率充電系統(tǒng)，因此可以應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備。“