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阿爾托大學和麻省理工學院的研究人員設計了一種高性能、低成本、環(huán)保且可拉伸的超級電容器，該電容器可用于可穿戴電子產(chǎn)品。

超級電容器具有高功率密度、快速的充放電速率、長循環(huán)壽命和成本效益等優(yōu)點，可以廣泛應用于移動和可穿戴電子產(chǎn)品到電動汽車等各種領域。然而，在小型設備的超級電容器中，將高能量密度、安全性和環(huán)保性結合在一起一直是一項挑戰(zhàn)。

“通常使用有機溶劑來增加能量密度。與具有較高電導率的水性電解質(zhì)相比，有機溶劑是有害的，對環(huán)境不友好，并且它們降低了功率密度，”阿爾托大學的Tanja Kallio教授說。

?研究人員提出了一種“綠色”且易于制造的超級電容器的新設計方案。它由基于水凝膠電解質(zhì)中的氮摻雜石墨烯薄片電極的固態(tài)材料組成。該結構夾在兩個單壁碳納米管薄膜集電器之間，從而提供了可拉伸性。超級電容器設計方案中的水凝膠可實現(xiàn)緊湊包裝和高能量密度，并允許使用環(huán)保電解質(zhì)。

科學家們設法通過先前研究中描述的類似超級電容器來改善原型的體積電容性能、高能量密度和功率密度。經(jīng)過一千次拉伸，科學家制造出了在50％應變下性能不變的原型。為了確保更低的成本和更好的環(huán)境性能，他們使用了基于NaCl的電解液。