纳米技术为介电电容器增容带来新的可能
纳米技术为介电电容器增容带来新的可能（University of Delaware）
（神秘的地球报道）据EurekAlert!：对于《回到未来》的影迷们来说，这个星期可是个等待了三十年之久的重要时刻。2015年10月21日是电影主人公Doc Brown 和 Marty McFly乘坐他们的时间飞船DeLorean抵达未来的日子。而飞船正是因为装备了磁通电容器才得以穿越时间隧道。
虽说磁通电容器这样的概念听着很科幻，但电容器已经是各种便携式电子设备、电脑系统和电动汽车的重要组件。
一般来说，电池和电容器不同之处在于，电池的能量密度大，但动力密度不足，而电容器的动力密度大，能量密度不足。
因此科学家们煞费苦心想利用介电电容器来提高能量密度，介电电容器通过在两个金属极板之间加入一层电介质来增加电容。
目前，特拉华大学和中国科学院的一批研究人员成功地利用纳米技术实现了这一目标。
他们的研究成果以题为“3D纳米设计叉指电极电容器的能量储存”的论文形式发表在AAAS（美国科学促进会）的第一份网络版公开期刊《科学进展》上。
“利用这一技术，我们成功地将能量密度提高到2瓦时/千克，超过了已知的同类介电电容器的能量储存”，特拉华大学机械工程系的魏秉庆教授说：“据我们所知，这是3D纳米级叉指电极首次在实践中实现。因为叉指电极的界面面积相对较大，嵌入特制的3D结构碳纳米管使得我们可以克服介电电容器的低能量密度问题，实现成功扩容。”
新电容器最重要的特征是叉指设计，就像是两个戴手套的手指交叉在一起，这样能缩小相反电极的距离，扩大电容器存储电的容量。
新电容器的另一个主要特征是，用全新的3D纳米电极可以提高击穿电压，也就是集成的电介质材料（氧化吕Al2O3）有更强大的绝缘功能。“和以前的介电电容器相比，我们的电容器更容易满足需要高能量密度的实际应用，比如配电供电和混合电力系统。”魏秉庆教授说。
这篇论文的合著者为：韩方明、孟国文、周飞、宋礼、李新华、胡小晔、朱晓光、吴兵、魏秉庆。
这项研究获得中国科技部纳米研究重大科学研究计划、中国国家自然科学基金委员会、中科院/国家外国专家局“创新团队国际合作伙伴计划”以及安徽省自然科学基金项目的资助。 魏秉庆教授承担了实验设计和数据分析的工作。主要实验由在中国的同事完成。
