“20秒给手机充满电”可能吗?

美国18岁少女伊莎·哈雷和她的“超级电容器”。

徐凯

日前一则消息引起了很多人的兴趣。据国外媒体报道，美国加利福尼亚州18岁少女伊莎·哈雷，凭借发明20秒内为手机充满电的“超级电容器”，引起科技巨头谷歌公司的注意，并在英特尔国际科学与工程展览会上荣获5万美元奖金。

20秒内为手机充满电，很多人看来不可思议。虽然对这位少女发明的具体细节我们还不得而知，但是，这种快速充电技术其实并不是空穴来风，而是近年来十分热门的前沿科技研究领域。而石墨烯这种神奇材料的应用，在其中起到了十分关键的作用。

石墨烯，是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是由一层碳原子呈蜂窝状有序排列而构成的。这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米，把20万片薄膜叠加到一起，也只有一根头发丝那么厚。它是2004年由曼彻斯特大学的科斯提亚·诺沃谢夫和安德烈·盖姆小组首先发现的。

石墨烯因具有如下特点成为新储能设备的首选：它是目前已知导电性最高的材料，比铜高5倍；具有很强的散热能力；密度低，比铜低4倍，重量更轻；表面面积是碳纳米管两倍时，强度超过钢；不容易发生置换反应。

科学家们发现，利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，可以开发出一种新型储能设备。新储能设备又称为石墨烯表面锂离子交换电池，它集中了锂电池和超级电容的优点，同时兼具高功率密度和高能量储存密度的特性。

利用这种技术制造出的“超级电容器”，近年来不时见于报端，据说其充电速率远远高于普通电池，用这种超级电容器为一部手机充满电往往仅需要几十秒钟。由于使用石墨烯材料，这种超级电容器体积超小且整合性强，被认为将带来手机、新能源汽车等行业的革命。

此外，这种石墨烯基微型超级电容器还具有极佳的柔性，一般的扭曲不会影响电容器的性能。

需要指出的是，这种所谓“超级电容器”技术上还不成熟，正处于研发改进阶段。这也是为什么不断有类似新闻曝光的原因。