与现有技术相比，红色和白色蔗糖状聚合物编织的超级电容器可以增加电荷存储容量
如果科学家们要实现可植入的人造器官或衣服自身干燥的目标，他们首先需要解决不灵活电池耗电量太快的问题。目前研究人员报告说，他们正在接近目标，他们已经开发出一种新材料，通过将两种聚合物编织在一起，从而大大增加电荷存储容量。
研究人员将在第255届美国化学学会（ACS）全国会议和展览会上介绍他们的工作。“我们一直在开发应用于涉及致动和触觉感测的聚合物网络，”Tiesheng Wang说：“在项目结束后，我们意识到我们制造的可拉伸、可弯曲材料可能会用于储能。”
电池，特别是锂离子电池，主宰着储能领域。然而，电池充电和放电过程中的化学反应很慢，限制了它们可以提供的功率。另外，电池会随着时间的推移而老化，需要更换。替代能源储存装置的超级电容器可快速充电，并且产生足够的电力，这可能使电动汽车加速更快，以及用于其他应用。除此之外，超级电容器储存静电能量，而不是化学能，这使得它们比许多电池更加稳定和持久。但是目前的商用超级电容器需要粘合剂并且能量密度低，限制了它们在新兴的电子器件中的应用。
剑桥大学（英国）StoyanSmoukov博士实验室的研究生Wang认为，他们正在从事研究的柔性导电聚合物材料可能是更好的选择。诸如聚-3,4-亚乙基二氧噻吩（PEDOT）等导电聚合物是候选超级电容器，其传统的基于碳的超级电容器相比，更适合作为电荷存储材料。它们是赝电容性的，意味着它们允许可逆的电化学反应，它们化学稳定性好而且便宜。然而，离子只能穿透几纳米厚的聚合物，留下很多静负载材料。科学家以前曾开发纳米结构以提高离子迁移率，在导电聚合物的顶部沉积薄层导电聚合物，通过使更多聚合物接近离子来提高超级电容器的性能。根据Wang的说法，这种做法的缺点是这些纳米结构易碎，在扩大规模时难以重复制造，电化学稳定性差，限制了它们的适用性。
因此，Smoukov和Wang通过将导电聚合物与离子存储聚合物编织在一起，开发出了更强的材料。两种聚合物缝合在一起形成甘蔗般的几何形状，其中一种聚合物起到白色条纹的作用，另一种聚合物起着红色的作用。当PEDOT导电时，另一种聚合物聚环氧乙烷（PEO）可以存储离子。这种交织的几何形状有利于储能，Wang说，因为它可以使离子更多地接触整个材料，从而接近“理论极限”。
测试结果表明，甘蔗超级电容器在柔韧性和循环稳定性方面超过PEDOT的性能。与传统的基于PEDOT的超级电容器相比，它的电容量也几乎增加了一倍。
目前仍有改进的空间。Smoukov说：“在未来的实验中，我们将用聚苯胺替代PEDOT来增加电容，聚苯胺可以储存更多的单位质量电荷，储存的电量可能是同质量PEDOT的三倍。”这意味着在存储相同能量时，较轻的电池可以更快地充电，这是开发新型可穿戴设备，机器人和其他设备时的重要考虑因素。
原文来自phys网站
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