但是由于其能量密度低，成本高等缺點也使得超級電容與儲能電池相較，不能占有有力的市場份額。針對這些缺點，科學家們也在努力的實驗各種能夠提升能量密度和降低成本的材料以期獲得突破。下面我們就來看看今年內(nèi)超級電容在材料方面的一些研究成果。

　　木材超級電容器 與活性炭超級電容相差無多

　　報告顯示，木材生物碳超級電容器能夠產(chǎn)生與當今活性炭超級電容器相等的電量，但成本卻更低且有利于保護環(huán)境。該報告發(fā)布于《電化學學報》。

　　報告研究小組組長、伊利諾伊斯大學可持續(xù)技術(shù)中心高級研究員Junhua Jiang表示，超級電容器與我們使用的電池相似。電池依賴化學反應持續(xù)生產(chǎn)電能，而超級電容器在其電極上集聚帶電離子，并且在放電時迅速釋放這些離子。這樣一來，它能夠閃電般地提供充足能量(如照相機的閃光燈)，或者即時滿足能源網(wǎng)高峰期需求。

　　“對于需要即時充電或者需要即時能量供應的應用設備來說，超級電容器是完美配件，因為它能以更低的成本迅速完成充電，”Junhua Jiang說，其在交通、電子、太陽能與風能存儲與配送方面應用前景廣闊。

　　當今許多超級電容器使用活性炭，而活性炭來自于化石能源。“為了生成活性炭的微結(jié)構(gòu)，即增加孔量并優(yōu)化孔網(wǎng)，需要成本高昂、工序復雜的程序。這道程序的目的在于增加電極表面積，以及提高各孔迅速捕捉并釋放離子的能力。” Junhua Jiang解釋了生成活性炭微結(jié)構(gòu)的原理。

　　對于木材電容器而言，其木質(zhì)天然孔狀結(jié)構(gòu)可以直接視作電極表面，因此不必使用復雜的技術(shù)制造孔狀結(jié)構(gòu)。而木材生物碳，則可通過低氧加熱木材獲得。

　　對于某些木材，孔的尺寸與分布非常適合離子快速傳輸。本次研究使用了紅刺柏，但是其他一些木材如楓樹或者櫻桃樹也適用。

　　通常，在制作超級電容器時，通常需要成本高昂且腐蝕性強的化學物質(zhì)用來加工活性炭，以此賦予電極必要的物理與化學性質(zhì)。

　　“使用這些化學物質(zhì)可能會對環(huán)境造成影響。我們應該避免或盡可能減輕對環(huán)境的破壞，”Junhua Jiang表示。

　　Jiang與他的團隊用溫和的硝酸激活生物碳，清除了生物碳的灰燼(如碳酸鈣、碳酸鉀和其他雜質(zhì))。該工序還具有另一個好處，硝酸化合物作用產(chǎn)生的溶劑能夠當做化肥使用。