一分鐘內為筆記本電腦充滿電，新發現或帶來真正的超級電容

科技日報北京5月28日電 （記者張夢然）想象一下，如果你沒電的筆記本電腦或手機可在1分鐘內充滿電，電動汽車可在10分鐘內充滿電，那該多方便！美國科羅拉多大學博爾德分校研究人員在新一期《美國國家科學院院刊》發表的研究成果，為實現這種愿景帶來了希望。

超級電容器是一種依靠孔隙中離子積累的儲能設備，與電池相比，超級電容充電時間短，使用壽命長。近年來，為研發超級電容，多孔材料在儲能系統中的應用越來越受到重視，科學家也利用多種化學工程技術來研究多孔材料中的電流移動。

然而，此前的文獻僅描述過離子在一個孔隙中的運動。這項新研究卻可在幾分鐘內模擬和預測離子在數千孔隙相互連通的復雜網絡中的運動。研究人員在實驗中發現了微小帶電粒子（稱為離子）如何在復雜的微小孔隙網絡中移動，這一突破將有助于開發超級電容器等更高效的儲能設備。

此次的發現修正了基爾霍夫定律，該定律自1845年以來一直“支配”著電路中的電流，是課本上電路理論中最基本也是最重要的定律之一。但與電子不同，離子的移動既受電場影響，也受擴散影響。研究人員發現，離子會在孔隙交叉處移動，與基爾霍夫定律所描述的不同。

新發現不僅有望為汽車、電子產品等帶來高效充電設備，而且對電網儲能也具有重要意義，因為電網能源需求波動很大，更需要高效的能源存儲，這樣才能盡可能避免在需求低迷期間浪費，并確保在需求高漲期間快速提供供應。