由一层碳原子呈蜂窝状有序排列而构成的石墨烯已经被证明是一种新型且高效的超级电容器电极材料。近日，美国加州大学洛杉矶分校工程及应用科学学院理查德·卡奈尔教授研究团队发展了以石墨烯为基础的新型微型超级电容器。
令人非常兴奋的是，该电容器不仅具有小巧的外形，更重要的是可以在极短的时间内完成充电，其充放电的速度比标准电池快数百倍甚至上千倍。
此外，这种石墨烯基微型超级电容器还具有极佳的柔性，一般的扭曲不会影响电容器的性能。更令人惊奇的是，制造这种体积很小的微型超级电容器并不需要高精尖的设备器械，利用一台普通的家用DVD光雕刻录机就可以完成整个生产过程。该研究团队能在不到30分钟的时间内，在一张光盘上生产出100多个石墨烯微型超级电容器，其工艺过程简单，并且所用材料都很廉价。
除了电极材料，该团队对电极结构也进行了优化和比较。与较为普遍的三明治夹层式石墨烯电极相比，光刻得到的平面石墨烯电极具有更加优越的电容性能。而且，相同面积的石墨烯，手指交叉形状的微型电极数量越多，电容器的性能就越好。
同时，该团队还首次提出了一种由纳米二氧化硅和离子液体混合构成的新型固态电解质。与传统固态电解质相比，该电解质可以数倍提高电容器的容量及耐用时间，该方面的性能甚至可以和薄膜型的锂离子电池相媲美。
因此，这种新颖的石墨烯微型电容器有望作为MEMS系统、便携式电子设备、无线传感网络、柔性显示器、电子报纸，及其多种生物体内电子设备的储能器件得到应用。
中国积极参与
近些年，随着针对石墨烯这种“万能材料”研究的不断深入和国家对新能源领域的大力支持和投入，一些高校和科研院所，包括清华大学、北京大学、复旦大学、天津大学，中科院物理研究所、金属研究所、宁波材料所以及兰州化物所等，都在积极开展石墨烯基微型超级电容器的研究工作。
