超級電容器正在成為一項關鍵的實用存儲技術，可用于高能效運輸，也可用于可再生能源(例如電網緩沖)。這些設備具有傳統(tǒng)電容器的優(yōu)勢，可以迅速傳輸高密度電流，以滿足需求，也具有電池的優(yōu)勢，可以存儲大量電能。

　　二氧化錳-碳納米管-海綿電極的特征：(a)，透視圖下的三維大孔分層二氧化錳-碳納米管-海綿電極;(b)，二氧化錳均勻沉積在碳納米管海綿結構上;(c)，高倍放大的多孔二氧化錳納米粒子在碳納米管海綿上的情況，插圖顯示的形態(tài)是單個二氧化錳花狀粒子。

　　超級電容器可提供一種低成本的替代能源，取代充電電池，用于各種設備，如電動工具，移動電子產品，以及電動汽車。一些汽車制造商都在探索的概念，是結合超級電容器與鋰離子電池，作為下一代的能源存儲系統(tǒng)，用于混合動力汽車。盡管電容器的能量密度遠低于電池，但是，它的功率密度高得多，這使它們可以產生爆發(fā)性電能，有助于新一代汽車在加速時具有同等或更好的速度，勝過傳統(tǒng)的汽油引擎車輛，同時可以顯著降低油耗。

　　研究人員現在已制成新型高性能海綿超級電容器，使用的是一種簡單而可升級的方法。已經報道了他們的研究，就在最近出版的《納米快報》(NanoLetters)上，題為《高性能納米結構超級電容器采用海綿》(High-PerformanceNanostructuredSupercapacitorsonaSponge)，研究小組是在阿卜杜拉國王科技大學(KAUST：KingAbdullahUniversityofScienceandTechnology)，就在沙特阿拉伯，小組領導是胡薩姆N.??阿爾謝里夫(HusamN.Alshareef)，他們表明，這種三維電極可能有巨大的優(yōu)勢，勝過傳統(tǒng)的混合電極材料。

　　“我們表明，超級電容器電極的制備采用大孔結構，可以提高超級電容器的速度和單位電容(specificcapacitance)，”阿爾謝里夫說?！拔覀円恢痹谟煤＞d，因為它們提供了新穎的令人興奮的特性，不同于紙和織物：首先，海綿具有尺寸更均勻的孔隙。第二，纖維素(cellulose)或聚酯纖維(polyesterfibers)相互連接，實際上不需要結。這樣，連續(xù)涂抹納米材料就容易得多，因為沒有結需要穿過?！?/p>

　　這種基于海綿的超級電容器，設計和制造都是阿卜杜拉國王科技大學的研究小組進行的，他們使用了一種簡單而可擴展的方法。他們的制造過程包括四個簡單的步驟：首先，用水和丙酮(acetone)清潔一塊市售海綿;然后，干燥后，切成小絲帶;這些絲帶要涂上碳納米管油墨;最后，研究人員采用電解沉積，使二氧化錳納米粒子沉積到涂有碳納米管的海綿上。

　　“因為碳納米管的機械柔韌性，以及大孔海綿纖維素和碳納米管之間很強的范德華(vanderWaals)相互作用，所以，碳納米管很容易涂到海綿骨架上，使這種絕緣海綿高度導電，只需要采用一種簡單的浸漬和干燥工藝。”阿爾謝里夫解釋說。

　　研究碳納米管涂層海綿時，研究人員發(fā)現，它仍然保持著分層大孔性質，其中，錯綜聚集的孔隙保持敞開，可以流過電解液。這種碳納米管形成了薄薄的一層，裹住海綿骨架。

　　“我們測試機械韌性時，還對碳納米管海綿骨架進行了折疊、扭曲和反復拉伸，”阿爾謝里夫說。“經過所有機械測試后，這種海綿總會恢復到最初的形狀，不會有任何永久變形。”

　　研究小組還測試了他們海綿超級電容器的電化學性能?！斑@種大孔海綿，連同多孔性電解沉積二氧化錳(MnO2)納米粒子，形成一種雙重多孔電極結構，具有良好的導電性，使電解液可完全進入二氧化錳，這就極大地提高了二氧化錳-碳納米管-海綿超級電容器的性能，”阿爾謝里夫說?！拔覀儼l(fā)現，我們的海綿超級電容器單位電容很高，充放電速度超快，循環(huán)穩(wěn)定性良好，能量和功率密度也很好，這就使它成為一種很有前途的電極，可用于未來的能源存儲系統(tǒng)?！?/p>

　　這可能是小型移動電子設備的一個有趣的方面，制成的超級電容器海綿，事實證明遠輕于剛性金屬或其他柔性基板，但具有同樣的面積：一塊海綿面積2平方厘米，厚度1毫米，重量大約只有10毫克。