科学家研制高能石墨烯超级电容器，性能媲美铅酸电池并开启商用

科学界传来重磅消息！9月20日，澳大利亚莫纳什大学ARC二维材料先进制造研究中心（AM2D）的科学家们在储能技术上取得了里程碑式突破，相关研究成果已于9月16日刊登在权威期刊《自然・通讯》上。

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研究团队成功研制出一种革命性的碳基材料，这种突破性材料让超级电容器既保持了快速充放电的传统优势，又首次实现了与传统铅酸电池相媲美的储能容量。该技术将有望引领电动交通、智能电网和消费电子等多个领域的技术革新。

与传统依赖化学反应的蓄电池不同，超级电容器通过静电原理存储能量，但长期以来面临的关键瓶颈在于碳材料的有效储电表面积受限。这项研究中，科学家们找到了解决之道——他们创新性地改进了热处理工艺，成功大幅提升了材料的表面积利用率。

该研究的核心突破在于开发出独特的"多尺度还原氧化石墨烯（M-rGO）"结构。这种材料的原料来自澳大利亚储量丰富的天然石墨资源。研究人员采用快速热退火工艺，巧妙构筑出具有特殊弯曲结构的石墨烯，形成了精密的离子传导体，从而同时实现了传统储能设备难以兼顾的高能量密度和高功率密度。

参与该项研究的AM2D研究员佩塔尔・约瓦诺维奇博士介绍，使用该材料制成的袋装超级电容器展现出令人振奋的性能：

• 在采用离子液体电解质的情况下，体积能量密度最高达到99.5 Wh/L
• 功率密度突破69.2 kW/L
• 兼具极快充电速度与出色的循环稳定性

约瓦诺维奇博士强调："这些性能参数已位居碳基超级电容器的全球顶尖水平，更关键的是，我们的制备工艺具有规模化量产潜力，且完全基于澳大利亚本土丰富原料。"

产业化进程加速推进

合作研究者、莫纳什大学孵化企业Ionic Industries的首席技术官菲利普・艾奇森博士透露，这项创新技术已经踏上商业化之路。

艾奇森博士表示："成立Ionic Industries的初衷就是将这类前沿科技转化为实际产品。目前我们已实现工业级石墨烯材料的生产能力，正与储能领域合作伙伴共同推动应用落地，特别是在需要兼顾储能容量与快速能量调度的场景。"

相关论文详情可查阅：doi.org/10.1038/s41467-025-63485-0