雙電層電容器的蓄電原理
液態(tài)電解質(zhì)在電池中被廣泛使用，但其在使用時存在著泄漏、爆炸等危險。雙電層電容器通常也采用水類或有機物類電解液作為電解質(zhì)。因此，工作溫度必然被限制在電解液沸點以下的80℃。
名古屋大學日比野教授的研究小組與名古屋工業(yè)大學研究生院工學研究科教授川崎晉司共同開展一項研究，研究人員采用了一種高耐熱性離子導電陶瓷——焦磷酸亞錫作為電解質(zhì)。焦磷酸亞錫的導電率超過0.01S/cm，因此可在從室溫到200℃的大溫度范圍內(nèi)高速傳導氫離子。另外，這種材料還可承受約2V的電壓。研究人員將焦磷酸亞錫與市售的聚合物混合、軋延，制成了薄膜狀電解質(zhì)。用這種電解質(zhì)試制的電容器進行充放電試驗，獲得了在150℃的工作溫度下穩(wěn)定充放電7000次的結(jié)果。
日比野教授表示：“改良品的質(zhì)量能量密度提高到了60Wh/ kg左右，超過了鉛蓄電池”。 實際上，這種焦磷酸亞錫的用途不僅限于電容器。日比野等人還準備將其應用于燃料電池，目標是以“Regeable Fuel Cell(RFC)”方式實現(xiàn)“不需要氫燃料罐的燃料電池車”。 電解質(zhì)層采用焦磷酸亞錫，負極采用通過表面處理可以儲存氫氣的碳。通過在碳表面添加氧化還原活性物，使其能夠吸附和釋放氫氣。研究小組已制成了燃料電池。試制品的質(zhì)量能量密度為107Wh/g。
