华体会备用网在线讯:在电路中，电容器常常用于储存少量电能，但还尚未应用于大容量储存电能。来自日本的研究人员发现，电阻和电容的合理结合能满足储能的两个基本要素：快速充电和长时间放电。在电路中使用电容器作为储能器件未来将在很多领域得到广泛应用，例如混合动力汽车、备用电源以及替代能源存储器件。
来自日本东北大学的MikioFukuhara，TomoyukiKuroda和FumihikoHasegawa教授将他们在这一领域的研究成果发表在了最新一期的AppliedPhysicsLetters杂志上。
▲图片说明：(a)和(b)是电阻器-电容器组合的充电/放电曲线;(c)是完全充放电过程的三维漏斗型表面曲线。
寻找高效的电能储存方法一直是研究的热点，不考虑电路时，人们将研究重点放在电池、燃料电池和双电层电容器(electricdouble-layercapacitors，EDLCs)上。目前，还没有研究表明电容器或超级电容器可以作为电路中的储能设备。
为了探索电路中应用电容器储能的可能性，科研人员研究了126组电阻-电容(RC)组合的充放电行为，其中包括18个电阻器、3个陶瓷电容器和4个铝质电解电容器。研究表明在RC组合中，包含一个小的电阻器、一个大的电阻器和一个大的电容器的组合形式具有最好的充放电性能。有的电路可以在20s内充电完成，且电量可保持超过40分钟，电容可达100毫法(mF)。
▲图片说明：在电路中实现快速储存大量电荷并控制其长期缓慢放电的步骤：(a)关闭开关S1、S2、S3和S4使得电容器(C)快速充电;(b)打开开关S1、S2、S3和S4，使得电容器储存电荷;(c)关合S2和S4闭合输出电路，使得电容器(C)开始缓慢放电，并利用一个可变电阻控制放电过程。
