纸基超级电容器使用金属纳米颗粒提高能量密度

和韩国的研究人员使用一种简单的逐层涂层技术，开发了一种纸基柔性超级电容器，该电容器可用于为可穿戴设备供电。该设备使用金属纳米粒子在纸张中涂覆纤维素纤维，从而形成具有高能量和功率密度的超级电容器电极，这是迄今为止基于纺织品的超级电容器的最佳性能。

通过在纸中植入导电和电荷存储材料，该技术可产生较大的表面积，用作电极的集电器和纳米颗粒储存器。测试表明，用该技术制造的器件可以折叠数千次而不会影响导电性。

乔治亚理工学院伍德拉夫机械工程学院的助理教授Seung Woo Lee说：“这种类型的柔性能量存储设备可以为可穿戴设备和物联网设备之间的连接提供独特的机会。” “我们可以支持最先进的便携式电子设备的发展。我们也有机会将该超级电容器与能量收集设备相结合，该能量收集设备可以为生物医学传感器，消费和电子产品以及类似应用供电。”

该研究由高丽大学的合作者完成，得到了韩国国家研究基金会的支持，并于9月14日发表在《自然通讯》杂志上。

储能装置通常根据三个特性进行判断：它们的能量密度，功率密度和循环稳定性。超级电容器通常具有高功率密度，但与通常具有相反属性的电池相比，能量密度低(可以存储的能量)。在开发新技术时，高丽大学化学与生物工程系的Lee和合作者Cho Jinhan Cho着手提高超级电容器的能量密度，同时保持其高功率输出。

研究人员首先将纸样品浸入含有胺表面活性剂材料的烧杯中，该表面活性剂材料旨在将金纳米颗粒与纸结合。接下来，他们将纸浸入含有金纳米粒子的溶液中。因为纤维是多孔的，所以表面活性剂和纳米颗粒进入纤维并牢固地附着，在每根纤维上形成保形涂层。