一种突破性的高压超级电容器已研制成功，其采用双功能多孔石墨烯碳纳米复合材料（PGCN）电极。这项尖端技术有望提升电动汽车和太阳能电池板的性能，带来更高的稳定性、更长的续航里程和更快的加速性能。
商用超级电容器中使用的传统电解质通常在 2.5 至 3.0 V 的电压范围内工作，更高的电压会导致稳定性问题和安全隐患，包括易燃性。隶属于印度科学技术部 (DST) 的国际粉末冶金与新材料先进研究中心 (ARCI) 的研究人员创新性地利用双功能 PGCN 电极，实现了高达 3.4 V 的电压，突破了传统超级电容器的电压限制。
增强储能和耐久性
这项创新显著解决了电解液的不稳定性问题，有效提升了能量密度。这一进步使电动汽车能够获得更长的续航里程和更快的加速性能，同时通过减少电池堆叠简化了设计。其卓越的性能归功于PGCN材料的特殊表面处理，该表面兼具防水性和与有机电解液的兼容性。这种独特的组合减少了水引起的降解，并促进电解液快速渗透到多孔结构中，从而增强了离子传输和电化学效率。
因此，这款新型超级电容器的储能能力提升了33%，拥有高功率输出，并展现出卓越的长期稳定性。它非常适用于多种应用，包括电动汽车、电网级储能和便携式电子设备。
可持续生产过程
PGCN电极采用环保的水热碳化工艺制备，以1,2-丙二醇为前驱体。该方法在密封容器中于300℃下进行25小时，无需使用有害化学品，最大限度地减少了对环境的影响。该方法的产率超过20%，且可从实验室规模扩展到工业生产规模。
这种先进材料具有微孔和介孔结构，能够支持快速离子传输和显著的能量存储，功率密度高达17,000 W/kg。通过精确控制合成参数，保证了PGCN性能的稳定性。与商用碳基电极相比，PGCN电极在提高功率输出的同时，拓宽了工作电压范围。
支持清洁能源计划
值得注意的是，基于PGCN的超级电容器比传统型号储能高出33% ，并且在15000次充放电循环后仍能保持96%的性能，展现出卓越的耐久性。这项研究符合印度的清洁能源目标和“自力更生印度”（Aatma Nirbhar Bharat）倡议，有助于提升印度在先进储能技术领域的本土能力。更高的工作电压减少了堆叠多个低压电池的需求，从而有助于制造更紧凑、更高效的储能模块。
本研究成果已发表在《化学工程杂志》（Elsevier 出版社）上，并得到了印度政府科学技术部 (DST) 技术研究中心 (TRC) 计划的支持。
摘自Observer Voice（http://nyj.shandong.gov.cn/art/2026/4/1/art_59960_10311613.html）
