Fukuhara表示:“本项工作最大的意义就是发现了一种在电路中能够快速充电和缓慢放电的RC组合形式。这一系统将成为未来存储大容量电能的一种重要方法。基于此用途,用于存储电能的电容器将由一种电化学装置转变为一种物理装置。”
研究人员将电路的快速充电和缓慢放电归因于大电阻的堰塞效应。他们认为电阻和超级电容器电容的关系类似于水箱中塞子大小和存水量的关系。塞子(电阻)越大,水箱中可以储存的水量(电容)越多。直到现在,很多电路中用于储能的RC组合的堰塞效应仍被忽视。
研究同时表明,非晶TiO2且表面有很多纳米尺寸小孔的固态超级电容器要比液体电解质的常见超级电容器性能更加优异。在早期工作中,研究人员就总结得到TiO2固态电容器在储能方面的诸多优势,比如:高达4.8F的电容量;超大工作温度区间(193-453K);工作电压范围大(在10到150V之间)。相比来说,传统的双电层电容器不具备这些优势。
Fukuhara表示:“除了最早的研究工作外,人们普遍认为电路适合于快速充电和快速放电。因此,RC组合在电能存储方面的堰塞效应一直都被忽视了。当我们开始研究使用固体材料制备的物理电容器时,基于传统理念,我们开始质疑电容器的常用方法。”
未来,研究人员试图进一步提高这些固态超级电容器的性能,使其储能效果加倍。
Fukuhura说道:“我们的目标是制备适用于电动汽车和交流输电线的固态物理电能储存设备,并且可以储存发生闪电时空气中存在的大量电荷,但无疑,这还需要很长时间。”