石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)與力學(xué)特性，近年來一直是眾所矚目的焦點，而且在電子組件、復(fù)合材料、氣體傳感器與能源儲存等應(yīng)用領(lǐng)域皆有突破性發(fā)展。在眾多的能源儲存組件中，超級電容具有高功率密度、快速充放電、高循環(huán)壽命、無污染、免維護(hù)等優(yōu)點，在混合電源系統(tǒng)、再生能源儲能系統(tǒng)、高功率脈沖電源等，超級電容都有無可取代的地位，因此無論在汽車、電力、鐵路、通訊、特種、工業(yè)應(yīng)用、消費性電子產(chǎn)品等方面皆有著極大的應(yīng)用價值與市場潛力。目前研究報告顯示，石墨烯本身優(yōu)異的高比表面積與豐富的中孔結(jié)構(gòu)，使石墨烯超級電容的能量密度與功率密度大幅提升，相信石墨烯超級電容于儲能的應(yīng)用將是指日可待。

如果各位讀者看過我前面兩篇談到如何運用石墨烯的技巧的話，后面幾篇就比較容易重新思考如何來進(jìn)行各類能源產(chǎn)品的開發(fā)。首先，以往部分所謂的能源專家都不曾真正認(rèn)識過石墨烯，還停留在石墨烯很貴、比表面積太大不適合現(xiàn)有工藝的概念階段，就一昧否定其真正的價值。普遍不是認(rèn)為比表面積高對技術(shù)開發(fā)有利嗎？怎么在這里卻變成了負(fù)擔(dān)？再者，也因為大部分石墨烯廠商都用氧化還原法造成碳材嚴(yán)重缺陷，所以導(dǎo)電性不佳，所以就誤認(rèn)為石墨烯根本沒用。但如果我說這些都不存在問題了，那專家們總該閉嘴專心研究怎么把這些能源產(chǎn)業(yè)做大、做強(qiáng)吧。

切記，石墨烯不是萬靈丹，要做出好東西還是要回到最原始、最單純的物性要求。你要導(dǎo)電率高的石墨烯，還是比表面積高的石墨烯，是凝膠狀的石墨烯，還是薄膜狀的石墨烯，我們都可以做出來，只要你清楚怎么去取舍及真正找到關(guān)鍵主因就簡單多了。其實最難的就是改變大家先入為主的觀念，就舉超級電容為例，大家一談到石墨烯就馬上想到比表面積達(dá)到2630m2╱g，比活性碳還要高，做好超級電容不該是手到擒來的事嗎？

這里告訴各位一個殘酷的事實，一般化學(xué)法制備的石墨烯比表面積僅有200m2╱g，所謂的2630m2╱g不過是理論計算出來的結(jié)果。但各位也不用灰心，我們也做出超過900m2╱g的石墨烯粉末，也有另一款比表面積20m2╱g的石墨烯用在透明導(dǎo)電膜是絕配，所以我才會說不同的石墨烯要找到對的地方去應(yīng)用才是王道呀。

超級電容(Supercapacitor)又可稱為電化學(xué)電容器或超高電容器(Ultracapacitor)，其儲能特性恰好與鋰離子二次電池相反，藉由活性材料或多孔性材料來進(jìn)行電荷的儲存與釋放，比起傳統(tǒng)的介電電容器具有更高的能量密度(Wh/Kg)，比起傳統(tǒng)的充電電池具有更高的功率密度(W/Kg)，并且循環(huán)壽命(Cyclelife)可達(dá)萬次以上。也就是說除了能量密度比鋰離子電池差外，其它性能都能完勝，那我們就來把超級電容的能量密度提高到鋰離子電池不就結(jié)了。

這個觀念鐵定正確，但很難做到，至少目前還沒有人做到這個境界。要回答怎么應(yīng)用石墨烯做出能量密度高的超級電容前，我們照例先來了解超級電容的作用原理。舉個電雙層超級電容為例，系利用電極與電解質(zhì)之間的庫侖靜電力，造成電解質(zhì)中電荷分離的現(xiàn)象，進(jìn)而形成電雙層來達(dá)到儲存電容的目的。由于超級電容電極與電解質(zhì)之間無電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)發(fā)生，因此并沒有法拉第電流產(chǎn)生，只有非法拉第過程的電荷吸引與排斥，造成電荷分離而儲存電能，其整體儲能特性與電極材料的比表面積息息相關(guān)，一般采用具有高比表面積的碳材料。

雙電層超級電容器是利用電極與電解質(zhì)之間形成的接口雙層來存儲能量，使用的電極材料有活性碳(活性碳粉末、活性碳纖維)、碳凝膠、碳納米管。電容器的容量大小與電極材料的孔隙有關(guān)，孔徑在2~50nm之間為中孔，在保證孔徑為中孔的前提下可有效提高材料的比表面積，才能有效的提高雙電層電容。以目前使用的商品化活性碳電極材料而言，雖說活性碳具有高比表面積(1000～3，500m2╱g)，但大多屬于儲存電荷容量貢獻(xiàn)比例偏低的微孔孔洞，導(dǎo)致整體電容量變小。