轻便型储能技术重要性不言可喻，若成功研发出可挠轻薄、寿命又长的储能技术，将有助于医疗、穿戴式设备与新兴大规模储能市场，而近期伊朗科学家成功在超级电容有所突破，透过奈米碳管研发出全新纸质超级电容，弯曲折叠都不会影响储电性能。
超级电容是集电池与电容优点于一身的储能设备，拥有可与电池媲美的储电容量以及跟传统电容一样的低内阻，可直接以物理方式储存电能，具有高功率密度、寿命长、充放电效率高、高电压、耐高温等优点，纸质超级电容则更轻也更便宜，有望开发出全新的应用范围。
超级电容的储电方式分为两种，分别是双电层电容与伪电容，而伊朗伊斯兰自由大学德黑兰科学与研究分部的电浆物理研究中心团队则采用双电层电容，以高表面积的碳材料当电极，电极材料只用来吸收电荷，并不会与电解质发生反应。
为了打造更轻薄的超级电容，团队首先研究商用超级电容结构，分别运用奈米碳管、石墨烯、石墨奈米粒子打造出 3 种不同的纸质电容器电极，并利用成本较低的钛化钡（barium titanate）来隔开电容分层，希望可比较出不同电极对纸质超级电容性能的影响。
▲ 奈米碳管电极的剖面图。（Source：Heliyon）
实验最终显示，奈米碳管超级电容性能最佳，电解质采用聚乙烯醇（PVA）、磷酸，能量密度与功率密度可达到每公斤 91Wh 与 13.6Wh，相较之下石墨奈米粒子与石墨烯超级电容的能量密度与功率密度皆略逊于奈米碳管电极，能量密度为 79Wh 与 81Wh，功率密度为 11Wh 与 12Wh；而在 2,000 次充放电循环后，奈米碳管与石墨奈米粒子表现最佳。
▲ 奈米碳管、石墨烯与石墨奈米粒子的比电容（specific capacitance）数值。（Source：Heliyon）
研究也指出，无论如何卷绕与折叠，新型纸质超级电容都能有效储存电力。研究博士 Leila Fekri Aval 表示，新型超级电容应用范围将会越来越广泛，成本也会逐渐降低，届时任何人都负担得起这项技术。新型电容将来可用于植入性医疗产品、皮肤贴片、穿戴式技术以及家庭跟商用的储能设备，未来说不定你口袋里面的卷状物就是手机与笔电没电时的救星。
Aval 表示，能源是未来人们最重要课题，要如何打造具有高功率、高能量密度、成本又低廉的设备相当难，但这也是团队研究纸质超级电容的动力。目前研究已发表在《Heliyon》。
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（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图为示意图，来源：Flickr/Eugene Peretz CC BY 2.0）
