通過(guò)將薄聚合物薄膜直接沉積在這些高面積表面上，研究人員制造了可以存儲大量電荷的電極。
用聚（3,4-亞乙二氧基噻吩）涂覆花瓣和葉子（左）產(chǎn)生可以?xún)Υ骐姾傻奈⒔Y構化膜（右）
與電池一樣，超級電容器是由兩個(gè)電極和電解質(zhì)制成的儲能裝置。但它們的充放電速度要快得多，從而在車(chē)輛，電動(dòng)工具和消費類(lèi)電子產(chǎn)品中提供短時(shí)間的爆發(fā)。傳統的超級電容器電極由碳或金屬氧化物制成，而較新的柔性電極使用石墨烯或導電聚合物電極。
研究人員測試了使用微結構化薄膜作為電極制造的超級電容器。植物葉片上的高密度大表面特征導致最高的表面積膜，這導致所有測試材料的最高比容量為142mF / cm 2。這比最好的超級電容器電極高8到10倍，超級電容器電極由激光刻劃的石墨烯制成，電容為4到5 mF / cm 2。
他們使用安德魯開(kāi)發(fā)并用于在布上制造太陽(yáng)能電池的方法。它涉及將單體和氧化劑的薄蒸氣流彼此垂直地注入反應室中。在兩種蒸汽相交的情況下，它們反應并形成聚合物，該聚合物沉積在位于下面的基材上。研究人員使用3,4-亞乙基二氧噻吩作為單體和三氯化鐵作為氧化劑，它們反應形成多孔聚合物聚（3,4-亞乙二氧基噻吩），可以?xún)Υ骐姾伞?/p>
這些器件堅固耐用，在10,000次充放電循環(huán)后以及彎曲和卷繞數百次后，沒(méi)有出現物理性能下降或電容損失。研究人員發(fā)現，用塑料層壓設備可以防止它們破裂。“我相信這種技術(shù)可以擴大規模，我們可以在商業(yè)設備中使用植物物質(zhì)，”安德魯說(shuō)。使用天然材料和廉價(jià)聚合物應該使它們成本低廉。賓夕法尼亞大學(xué)的化學(xué)和生物分子工程師Chinedum Osuji說(shuō)，安德魯使用的反應性氣相沉積技術(shù)導致比目前制造的更厚的有紋理聚合物薄膜，這也增加了電荷存儲能力。此外，該方法在溫和的條件下工作。“從低成本，易于制造電化學(xué)儲能裝置的角度來(lái)看，這很有吸引力，”他說(shuō)。
