东北大学的研究人员成功提高了电容器的容量、使用寿命和成本效益，以追求更节能的未来。这项研究发表在《ACS应用材料与界面》杂志上。

电容器是电路中用于储存和释放能量的设备，就像电池一样。电容器与电池的不同之处在于，电容器的充电时间要短得多。例如，手机电池可以立即为手机供电，但当电池没电时，将其充电至100%却远非瞬间完成。

虽然这听起来像是电容器的最佳选择，但它们也有一些需要克服的重大缺点。首先，它们的容量比电池小得多，因此无法一次性存储大量能量。其次，它们可能非常昂贵。

近年来，人们利用纳米碳材料(如碳纳米管(CNT))开发了超级电容器(容量和性能增强的电容器)，这些材料可以增加表面积和总容量。然而，由于纳米碳材料价格昂贵，使用这种技术进行大规模生产并不划算。

为了解决这些具体问题，以提高电容器的整体性能，成立了一个由HiroshiYabu教授(东北大学)、AZULEnergy有限公司(东北大学的一家风险投资公司)和AZULEnergyx东北大学生物启发GX联合创造中心组成的研究小组。

该团队通过将一种蓝色颜料铁氮杂酞菁(FeAzPc-4N)“撒”到活性炭上，成功将电容器的容量提高了2.4倍(至907F/gAC)，相比单独使用碳而言。

该方法允许分子在分子水平上吸附，利用其氧化还原能力。此外，研究表明，即使在20A/gAC的高负载区域，也可以进行20,000次充电放电循环，从而可以为LED供电。

“与电池相比，这种更长的使用寿命可能有助于减少浪费，因为同一个电容器可以重复使用很多次，”Yabu评论道。“电容器的成分毒性也比电池小得多。”

本研究开发的电容器电极可以利用常用且廉价的活性炭，将容量提高到使用CNT的超级电容器的水平，使其成为下一代能源设备的潜在选择。该团队的下一步是让超级电容器更加强大。

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