一種新型超微型超級電容器展示了卓越的能量儲存能力和設備電源的潛在革命。研究人員開發了一種超微型超級電容器，其儲存能力和緊湊程度都超過了目前市售的所有型號。它的設計結合了場效電晶體以及二硫化鉬和石墨烯層，在特定條件下電容增加了3000%，令人印象深刻。

印度科學研究院（IISc）儀器與應用物理系（IAP）的研究人員設計出了一種新型超微超級電容器，這是一種能夠儲存大量電荷的微型裝置。它比現有的超級電容器更小、更緊湊，可用於從路燈到消費性電子產品、電動車和醫療設備等多種設備。

目前，這些設備大多由電池供電。然而，隨著時間的推移，這些電池會失去儲存電荷的能力，因此保質期有限。而電容器憑藉其設計，可以儲存更長的電荷。例如，一個工作電壓為5 伏特的電容器在十年後仍能以相同的電壓工作。但與電池不同的是，超級電容器無法持續放電，例如為手機供電。另一方面，超級電容器集電池和電容器的優點於一身，既能儲存又能釋放大量能量，因此在下一代電子設備中備受青睞。在最近發表在《ACS Energy Letters》上的這項研究中，研究人員使用場效電晶體（FET）作為電荷收集器，而不是現有電容器中使用的金屬電極，製造出了他們的超級電容器。”使用場效電晶體作為超級電容器的電極是調整電容器電荷的新方法，”該研究的通訊作者、IAP 教授Abha Misra 說。設備示意圖。資料來源：Vinod Panwar 和Pankaj Singh Chauhan電容器設計的創新目前的電容器通常使用基於金屬氧化物的電極，但它們受到電子遷移率低的限制。因此，米斯拉和她的團隊決定製造混合型場效電晶體，由二硫化鉬（MoS2）和石墨烯的幾原子厚層交替組成，以提高電子遷移率，然後與金觸點相連。兩個FET 電極之間使用固態凝膠電解質，以建構固態超級電容器。整個結構建立在二氧化矽/矽基底上。米斯拉說：”設計是關鍵部分，因為你要整合兩個系統。這兩個系統是兩個場效電晶體電極和凝膠電解質（一種離子介質），它們具有不同的電荷容量。研究的主要作者之一、IAP 的博士生維諾德-潘瓦爾（Vinod Panwar）補充說，製造這種裝置以獲得晶體管的所有理想特性具有挑戰性。由於這些超級電容器非常小，沒有顯微鏡是無法看到的，而且製造過程需要高精度和手眼協調。”Vinod Panwar 在無塵室中製作設備。資料來源：Pragya Sharma性能和未來計劃超級電容器製作完成後，研究人員透過施加各種電壓測量了該裝置的電化學電容或電荷保持能力。他們發現，在某些條件下容量增加了3000%。相較之下，僅含有MoS2 而不含石墨烯的電容器在相同條件下容量僅提高了18%。今後，研究人員計劃探索用其他材料取代MoS2 能否進一步提高超級電容器的儲存能力。他們補充說，他們的超級電容器功能齊全，可透過片上整合應用於電動車電池等儲能設備或任何小型化系統。他們還計劃為超級電容器申請專利。