石墨烯将有助于提高超级电容器的性能

最近，一种被称为超级电容的设备成为了一种很有吸引力的能源存储形式:它们能在几秒钟内充电，寿命很长，工作效率接近100%，而且比电池更轻，挥发性更小。

但它们的储能能力较低，还存在其他缺点，这意味着它们主要用作电动汽车、可再生能源技术和消费设备等的备用电源。

麻省理工学院(MIT)的衍生产品FastCAP系统正在开发超级电容，以及基于超级电容的系统，这些系统能提供更高的能量密度和其他先进技术。这项技术为各种行业的设备开辟了新的用途，包括一些在极端环境下运行的设备。

根据麻省理工学院(MIT)的研究，FastCAP的超级电容存储的能量是商用超级电容的10倍，其功率密度是商用超级电容的10倍。它们也是唯一的商用超级电容，能够承受高达300摄氏度和零下110摄氏度的高温，使它们能够承受钻井和外层空间的条件。

最近，该公司开发了一款aa电池大小的超级电容，并附带了更大型号的额外功能，这样客户就可以把设备放在超级电容以前放不下的地方。

FastCAP成立于2008年，已经将其技术应用于石油和天然气行业，现在的目标是特种航天和特种，最终是电动、混合动力车，甚至燃料电池汽车。

石墨烯

超级电容利用电场将离子从正极板和负极板的表面来回移动，而正极板和负极板通常涂有一种叫做石墨烯的二维材料。离子附着在电极上，并迅速释放，从而实现了快速循环，但小的表面积限制了附着离子的数量，限制了能量存储。例如，传统的超级电容所能储存的能量只有同等大小锂离子电池的5%。

垂直排列在电极上的紧密排列的碳纳米管阵列提供了更大的表面积。阵列也是均匀的，而多孔材料是不规则的，离子很难进出。垂直排列的纳米管阵列看起来像纳米梳子。

在福特-麻省理工联盟(Ford-MITAlliance)和麻省理工学院能源计划(MITEnergyInitiative)的资助下，研究人员建造了一个指甲大小的原型机，它储存的能量是传统超级电容的两倍，提供的能量是传统超级电容的7至15倍。

2018年美国能源部地热技术项目的拨款，用于开发用于地热井钻探的高温储能设备。地热井钻探时的温度远远超过现有储能设备所能承受的温度。这些超级电容还在开发中，已经证明其工作温度在零下5摄氏度到250摄氏度之间。