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项目名称 作品所属学科 作品所属类别 作者 负责人所在系
超级电容器 能源化工 科技发明制作b类 谢老师 计算机06网络工程1班
设计目的：制备出超级电容器，能够减少石油消耗，减轻对石油进口的依赖，有利于国家石油安全，有效地解决城市尾气污染和铅酸电池污染问题。
基本思路： 制备出高性能的电极材料和组装出一个新型电容器。
创新点： 它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛。用作起重装置的电及创新之处。
技术指标：超级电容器 是指采用高比表面积活性炭或 ruo2 等贵金属氧化物作电极，容量为传统电容器的 20～200 倍的电化学电容器。从储存电能的机理来讲，采用活性炭的超级电容器的储能机理是基于碳电极 /电解液界面上电荷分离所产生的双电层电容 采用 ruo2 的电容器的电容产生是在氧化物电极表面及体相发生的氧化还原反应而产生的吸附电容，由于该类电容的产生机制与双电层电容不同并伴随电荷传递过程的发生，这种电容被称为准电容 。在相同的电极面积的情况下，后者的比电容是前者的 10～100 倍，但前者瞬间大电流放电的功率特性 (功率密度 )好于后者。对碳电极来讲，通过化学处理使碳表面吸附化学官能团或在表面沉积 ruo2 纳米颗粒，可以制备双电层电容和准电容的复合电容器，这种电容器同时具有较高的能量和功率密度[4.5]。碳纳米管作为一种新型的纳米材料，由于其独特的中空结构和纳米尺寸，预计在复合材料增强、催化剂、场发射等领域具有潜在的应用优势。而且，由于其巨大的比表面积和良好的导电性，碳纳米管被认为是超级电容器的理想候选材料。由于这种电极的微孔是由交互缠绕的碳纳米管形成的网状结构，所以，用碳纳米管制备的超级电容器具有优于一般活性炭的比表面利用率和功率特性。但是，在制备实用的超大容量的超级电容器时，薄膜电极必须采用卷绕结构，因此带来一定的工艺问题。
作品的科学性先进性：制备的电极材料、电解液和隔膜都是处于领先水平的。
使用说明：利用充电器对其进行充电，接上负载即可应用。
超级电容器技术特点与优势：（1）可以利用大电流进行充电；（2）可以瞬间放出大电流。（3）是一种绿色能源，无污染。（4）我们制备的电极材料、电解液和隔膜都是处于领先水平的。
适用范围及推广前景：超级电容器具有超大容量，又具有较高的功率密度，它在很多方面都有广泛的应用前景，比如用作起重装置的电力平衡电源，可提供超大电流的电力；用作车辆启动电源，启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高，可以全部或部分替代传统的蓄电池；用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车；用在军事上可保证坦克车、装甲车等战车的顺利启动（尤其是在寒冷的冬季）、作为激光武器的脉冲能源；用在电脑上可保证手提电脑随时随地充电。此外还可用于其他机电设备的储能能源。由于超级电容器所用材料简单并且对环境无污染，是一种环保产品。作为蓄电池的辅助系统，它还可以提高蓄电池的利用效率，从而减少环境负荷。因此，超级电容器是具有经济效益和环境效益的产品，具有很好的市场前景。 |
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