电池并不是唯一出售的可再生能源载体。超级电容器进入研发阶段

这预计全球能源需求将增加2040年根据全球能源研究所的说法。作为一个持续的努力，研究人员希望用可持续的能源，如太阳能和风力，以可持续地满足这一需求的可再生能源取代化石燃料。

在2017年,美国报告了太阳能电力容量和80 GW的风力发电能力（GW）的50千兆瓦（GW）。尽管这些数据令人印象深刻，但围绕可再生能源的一个普遍问题是，考虑到在阳光明媚或刮风的日子里能源的变化，在能源本身不是恒定的情况下，如何满足持续的能源需求。

为了有效替换化石燃料，我们需要能量存储系统，可以存储大量能量并瞬间输出以保持需求的步伐。由于这些原因，研究人员正转向超级电容器。

超级电容器作为绿色能源解决方案

一种超级电容器，也通常称为超级涂料，是具有非常高的电容值的电容器。

超级电容系统示意图。使用的图像礼貌应用能源

这些设备是一个赋予众多原因储能解决方案设计人员的诱惑成分选择。他们提供：

• 无限的寿命
• 简单的架构和可制造性
• 高储存能力和能量输送
• 快速排放
• 短期充电时间
• 低温性能高

超级电容器的能量属性与其他电源。使用的图像礼貌MDPI和可持续性和改编。

这些属性，尤其是快速放电的能力，如果需求瞬间改变，使超级电容器为这些能量存储应用提供有用的选择，这是必不可少的。

来自伊顿的一个例子

伊顿的XLM超级电容模块展示这些优势是一个有用的榜样。伊顿伊顿声称该装置可以提供数百万次充电/放电周期，无论放电深度（DOD），哪个是在再次充电之前与系统从电池放电的总能量的能量。这导致20年来向上的模块寿命。

XLM超级电容器有62 V，130 F模块。使用的图像礼貌伊顿

该模块还可以吸收或提供高能量变化，使其成为可再生能源系统的可行候选。另一个好处是，该设备由绿色材料构成，符合RoHS要求。

研究扩展了超级电容器的承诺

虽然超级电容器在表面上有很多优势，但开发人员可能仍然面临这些组件的成本和性能瓶颈。因此，研究人员正在加大对电容器的开发力度，以使这种存储解决方案在更大范围内和高性能上均可使用。

超级电容器用碳化物衍生碳

德雷塞尔大学纳米技术研究所的博士生约翰·Chmolia正在寻找能够优化超级电容器性能的新材料。Chmolia正在研究使用用碳化物衍生碳(CDC)作为制造超级电容器的材料通过改变碳的孔径来最大化组分的能力。

碳化钛衍生的碳被用于制造电化学电容器电极。使用的图像礼貌德雷塞尔大学John Chmiola

最初，人们用碳来制造超级电容器，假设最大孔径与最大性能相关，但Chmolia发现，孔径小得多(在纳米以下)的孔径比孔径大得多的孔径具有更好的性能。匹配离子所需的孔将与它们配对，以获得50%的性能提高。

基于植物的超级电容器

德州农工大学(Texas A&M)的研究人员也做了同样的研究创造了完全基于植物的生物材料的新型超级电容器。研究人员表示，在未来，他们的灵活、轻便、经济的解决方案可以在几分钟内为电动汽车充电。

在这些设备中实现生物材料的同时，难以控制所产生的电气特性，但该团队能够制造具有卓越电气性能的装置。今天制造生物材料的过程通常需要危险化学处理，但该团队能够使用环保流程制造这些设备，这些过程也更简单，成本更低。

德克萨斯州A＆M超级电容器的原型。使用的图像礼貌德克萨斯州A＆M

洪亮(音译)是该项目的一名贡献者，来自该校机械工程系。他研究了将氧化锰纳米颗粒用于超级电容器设计的两个电极中的一个，因为这种材料更便宜，更丰富，也比其他常用的过渡金属氧化物更安全。

该团队还在电极上使用木质素来提高锰氧化物的导电性。这导致了非常稳定的电化学性能，比电容高达目前超级电容的900倍，所有这些都是用100%环保的材料和工艺完成的。

超级电容器是可再生能源的关键吗？

超级电容器，尤其是那些使用环保材料和工艺制造的超级电容器，正成为绿色运动的重要组成部分。它们对电力需求变化的快速反应能力可以与不稳定的可再生能源发电系统(如光伏和风力涡轮机)相结合。

尽管表现陷阱（与电池相比），超级电容器具有很大的承诺，特别是随着新的研究加速他们的采用。