新电极可提高电动汽车和飞机的效率

电动汽车和飞机的普及率上升，表明有可能从化石燃料转向更可持续的未来。尽管重大的技术进步极大地提高了这些车辆的效率，但仍然存在一些阻碍广泛采用的问题。

这些挑战中最重大的挑战之一与质量有关，因为即使最新的电动汽车电池和超级电容器也难以置信。德克萨斯农工大学工程学院的一个研究小组正从一个独特的角度来研究质量问题。

旨在减轻电动汽车质量的大多数研究都集中在提高能量密度上，从而减轻了电池或超级电容器本身的重量。然而，由朱迪博士Lutkenhaus，教授在化学工程的阿蒂麦克费林部领导的研究小组认为，较轻的电动汽车和飞机可以由结构车身面板内存储的能量来实现。这种方法提出了自己的一系列技术挑战，因为它需要开发具有与结构体面板相同的机械性能的电池和超级电容器。具体而言，电池和超级电容器电极通常由脆性材料形成并且机械强度不高。

在Matter上发表的一篇文章中，研究团队描述了创建新的超级电容器电极的过程，该电极大大改善了机械性能。在这项工作中，研究团队能够基于多巴胺官能化的石墨烯和Kevlar纳米纤维创建非常坚固的电极。多巴胺也是一种神经递质，它是一种高度粘附的分子，模仿允许贻贝粘附到几乎任何表面的蛋白质。多巴胺和钙离子的使用导致机械性能的显着改善。

实际上，在这篇文章中，研究人员报告了迄今为止，基于石墨烯的电极具有最高的多功能效率(一种基于机械和电化学性能评估多功能材料的指标)的超级电容器电极。

这项研究导致了结构电极的全新家族，这为轻型电动汽车和飞机的发展打开了大门。

尽管这项工作主要集中在超级电容器上，但Lutkenhaus希望将研究成果转化为制造坚固，坚固的电池。