三星最新的Galaxy Note 9有一個(gè)漂亮的新功能

三星最新的Galaxy Note 9有一個(gè)漂亮的新功能：S Pen手機(jī)第一次具有藍(lán)牙功能，可以使用超級(jí)電容器立即充電。將S Pen固定在手機(jī)中40秒，可以使用30分鐘的果汁，因此不再需要擔(dān)心電池壽命。但這項(xiàng)技術(shù)究竟是如何運(yùn)作的呢?還有什么我們可以使用超級(jí)電容器?

超級(jí)電容器(或超級(jí)電容器)存儲(chǔ)能量，并且在某些方面與電池相反。倫敦大學(xué)學(xué)院電化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的材料科學(xué)家托馬斯·米勒解釋說，電池可以保持相當(dāng)大的能量但需要很長時(shí)間才能充電。超級(jí)電容器充電速度非常快，看起來很快，只需幾秒鐘或幾分鐘就能完成。但他們只持有少量能量。想象一下靜電會(huì)感到震驚 - 它發(fā)生得非常快，但只有一點(diǎn)點(diǎn)震驚。

超級(jí)電容器像普通電容器一樣工作 - 通過在其表面積累電荷 - 但規(guī)模更大。它們由兩塊金屬板組成，一塊帶正電荷，另一塊帶負(fù)電荷。這些金屬板被正離子和負(fù)離子的溶液包圍，這些離子在充電期間在板上積聚以輸送電力。這意味著超級(jí)電容器容納的能量很大程度上取決于電路板的大小 - 當(dāng)我們希望電子設(shè)備很小時(shí)，這不是很方便。(正如米勒所說：“你不會(huì)想要一個(gè)像可口可樂那么大的備用手機(jī)電池。”)但它們確實(shí)還有另外一個(gè)很大的優(yōu)勢：你可以充電幾千到幾千個(gè)周期，而不會(huì)降低鋰電池的使用方式。離子電池呢。

由于這些功能，Drexel大學(xué)的超級(jí)電容專家Yury Gogotsi將三星手寫筆稱為“良好的發(fā)展”。從理論上講，如果您擁有Note，您通常會(huì)使用手寫筆，因此快速充電功能是有意義的。另外，手寫筆需要反復(fù)充電，這會(huì)降低普通電池的性能，但不會(huì)降低超級(jí)電容器的性能。

“超級(jí)電容器比電話本身壽命更長，”Gogotsi說。“而且大多數(shù)人可能會(huì)在很久之前丟失手寫筆” - 這就是他上次使用S Pen時(shí)發(fā)生的事情。

在能源儲(chǔ)存研究領(lǐng)域，電池獲得了大部分資金和興趣，但科學(xué)家們正試圖找到使超級(jí)電容器儲(chǔ)存更多能量的方法。Gogotsi說，一種方法是使用可能儲(chǔ)存更多能量的有前途的材料來構(gòu)建它們。石墨烯是這種材料的一個(gè)例子。Gogotsi的小組正在開發(fā)另一種有前途的材料，稱為過渡金屬碳化物。其他科學(xué)家正試圖將電池和超級(jí)電容器結(jié)合起來。

雖然我們正在等待突破，這將使小型超級(jí)電容器保持與電池一樣多的能量，但有很多可能的應(yīng)用。他們可以用于不需要經(jīng)常使用的個(gè)人電子產(chǎn)品，例如清潔機(jī)器人或電動(dòng)工具 - “任何有停機(jī)的東西，”米勒說。

人們對(duì)電動(dòng)汽車的超級(jí)電容器很感興趣，特斯拉的首席執(zhí)行官曾表示，超級(jí)電容器，而非電池，將成為真正改變行業(yè)的技術(shù)。上海已經(jīng)擁有一個(gè)在超級(jí)電容器上運(yùn)行的總線網(wǎng)絡(luò)，稱為“ capa總線”。在每個(gè)站點(diǎn)，公交車為超級(jí)電容器充電，這給了它足夠的能量，可以開車10或15分鐘到下一站。

根據(jù)米勒的說法，我們似乎不太可能看到超級(jí)電容專用車。它需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施才能在城市中工作，而且很可能對(duì)于需要在沒有充電的情況下一次行駛數(shù)百英里的電動(dòng)車輛而言，它是不可靠的。

但是超級(jí)電容器可以與電池一起使用以平滑功率波動(dòng)。此外，電池會(huì)因充電和放電而快速損壞 - 例如在紅綠燈處停車和啟動(dòng)。如果汽車制造商將電池與超級(jí)電容器配對(duì)，超級(jí)電容器可以在這些啟動(dòng)和點(diǎn)處接管。它可以快速提供一些能量，減少電池磨損并延長其使用壽命。

最終，要使超級(jí)電容器起飛，需要對(duì)研究進(jìn)行更多投資。“電池研究已經(jīng)爆發(fā)，但過去幾年才對(duì)超級(jí)電容器進(jìn)行了更多調(diào)查，”米勒說。“超級(jí)電容器是一種材料挑戰(zhàn)，我們?nèi)孕枰嗟幕A(chǔ)理解。”