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新材料的发明能使电容器储存更多的能量 |
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| http://cn.newmaker.com
7/24/2007 2:21:00 PM
佳工机电网
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想象一辆同赛车具有同样加速性能的电动汽车，一个充电次数比目前多1000倍的电池。根据美国北卡罗莱纳州立大学（UC State）科学家们发表在7月26日的《Physical Review Letters》上的一项研究，这些都是可能的。他们发明了一种新型聚合物，在作为电容器中的绝缘材料使用时，能够使电容器多存储7倍的能量。
北卡州立大学的物理学家Vivek Ranjan、Liping Yu、Marco Buongiorno Nardelli和Jerry Bernholc研究发现，一种通常使用的聚合物——聚偏二氟乙烯（PVDF）——的电机械性能能够通过与另一种叫做CTFE的聚合物相结合而得到极大的增强。
电容器能够像电池一样存储能量。但是与电池使用化学反应来产生储存的能量不同，电容器利用极化，把带正、负电荷的粒子分开来实现能量的存储。这个过程中需要在电容器内的绝缘材料上施加一个电场。
绝缘材料通常是固态的非良导体材料——比如陶瓷、玻璃或塑料，但是能够支持静电场。当电压施加在绝缘材料上，会产生一个静电场，电场极化材料内部的原子，使电容器能够储存能量。
电容器具有快速释放能量的能力，特别适合需要高加速的场合。
聚合物PVDF在固态下，存在极性态和非极性态，并且在电场的作用下状态不会发生改变，这造成其能量存储量较小。现在，北卡州立大学的科学家们发现，向非极性态的PVDF中引入CTFE掺杂，得到的聚合物能够从非极性态变为极性态，能够在较小的电场下存储和释放更大量的能量。
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