讓儲能鋰電池廠家汗顏的高能超級電容器
讓儲能鋰電池廠家汗顏的高能超級電容器用作動力儲能器的路還有多遠？
筆者在《論一文看懂電動汽車是否能全部取代燃油車的幾點錯誤》一文中說：電動汽車代替燃油汽車這一國策要實現，“則看智能電動汽車發展所需的智能控制系統技術、高密儲能電池技術和輕量化技術的進展了”。
對于智能控制系統技術，由于互聯網大伽的紛紛加入突飛猛進，天天網上都有自動駕駛電動車的新報導。對于輕量化技術，由于航空工業和高鐵工業也需要此技術，輕量化技術也日新月異。看來拖后腿的就是高密儲能電池技術了。
近日有報導，中科院上海硅酸鹽所研制出高性能超級電容器，暫且放開不懂技術的記者“充7秒鐘續航35公里”的故弄玄虛，但其能量密度達41wh/kg(基于活性物質為63wh/kg)，比現生產的超級電容器5-7wh/kg，確實是一個很大的進步，值得稱贊！但是，如發條橙子所問：《中科院石墨烯電池新材料真能帶飛電動車產業？》，這則是不少業內人士所關心的問題。這位記者提出的疑問歸納起來有：1、生產的成本問題；2、制備工藝工業化的可行性，特別是氮化工藝的環境影響問題；3、能量密度離電動汽車的要求還差得太遠，如何解決的問題。
本文想就這些問題，介紹一下這方面技術的進展：
一、成本問題
用SiO2模板，然后采用CVD工藝用CH4做碳氮源，長出石墨烯材料，再用氫氟酸腐蝕掉模板，得到三維石墨烯塊材料的工藝，確實其成本太高工業化生產難以接受。能否采用其它已有的成熟工藝降低成本呢？
本人認為，是有可能的。例如：采用溶膠凝膠法用石墨烯微片低成本地制備石墨烯氣凝膠三維塊。眾多的研究文獻已公開了這方面的技術，浙江大學高超教授研究的三維石墨烯氣凝膠制備技術則是這類技術的榜樣。發條橙子的文章中也指出：“3D石墨烯泡沫具有很大的比表面積，以及相應帶來的良好的三維導電網絡，用這樣的集流體會給材料的性能帶來很多加成，在這方面中科院金屬所成會明院士組有不少工作可以參考。”
但是，采用溶膠凝膠法實現低成本的關鍵，是如何低成本地制備石墨烯微片。
現廣泛采用化學液相機械剝離法制備二維的氧化態石墨烯微片成本高，還存在使用化學材料對環境影響大、需將石墨烯還原處理工藝長導電性下降、二維微片易粘結成團等等問題。一種物理液相機械剝離法制備本征還原態三維石墨烯微片技術，制備成本低，對環境友好，為三維石墨烯電極塊用溶膠凝膠法低成本的制備創造了條件。
二、氮化處理對環境的影響問題
若工業化生產中采用實驗室中常用的濃硝酸處理氮化工藝，確實環評很困難通過。
在某國家級產業中心工程中，已使用了一種簡單、低成本地解決氮氧化物污染的技術。后巴斯夫為獲得此技術和其它關鍵技術收購了此公司至今也已十多年，生產線還在正常生產。若中科院上海硅酸鹽所的超級電容器工業化時采用此凈化工藝即可解決對環境影響的問題。