2020年上海市種子中心城區(qū)的5條主要線路新增了89輛新型公交車，這些公交車雖然看似平平無奇，實則大有乾坤。因為它可以利用乘客在停靠站上下車的時間空隙里進行迅速充電。這到底是什么原理？
其實這些公交車的動力不是普通的蓄電池或者燃料電池，而是一種新型的超級電容，這種電容器zui大的特點就是一分鐘就可以充滿電，并且它的續(xù)航里程可以達到10-15千米，真不愧稱得上是“超級”二字。
超級電容器與傳統(tǒng)電容器相比，它的超級之處在于體積小但能儲存超過普通電容器四萬倍的電量。國際單位中電容的標準單位是法拉，而由于傳統(tǒng)電容器的儲存容量很小，僅僅只能以千分之一的毫法計算。因為儲存容量很小，因此傳統(tǒng)的電容器只能應用在提升電路gao效平滑的直流輸出方面，不能夠應用于儲存電荷，所以超級電容器的出現(xiàn)就能夠很好的解決這個問題。
電在存儲的過程中有一個非常新奇的特性就是只能在表面上儲存電荷，電荷只能分布在表面的一點點，因此要想擴大電容器的儲電能力，重要的就是增大比表面積。超級電容器就是通過使用多孔的碳材料來增大它的比表面積，多孔碳就好像是一塊海綿，有著大大小小的孔洞，將孔洞內的表面展開之后，會獲得比海綿的外表面積要大得多的內表面積，從而使得整個的比表面積增大，自然儲存電荷的能力自然會增加。
在超級電容器里面的多孔碳的本質就是活性炭，一般的活性炭常見于我們生活中的凈水器、新裝修的房子里，可以用來凈化水質、吸附有毒氣體，超級電容器里的活性炭就是活性炭的一種，但是是特制的一種活性炭。這種多孔碳材料有著非常好的導電性，能夠非常順暢地傳輸電荷，另外就是有著非常高的比表面積，1克一般的活性炭的比表面積在300~500平方米，但是用于超級電容器的多孔碳1克的比表面積就可以達到2000平方米甚至更高。
在日常生活中我們對電容器的接觸并不多，接觸較多的是電池，像手機的鋰電池等等。這兩者存在著很大的區(qū)別，電容器是將電荷直接存儲，不涉及能量的轉化，而電池是一種能量的轉換裝置，將電能轉化為化學能儲存電，在將化學能轉化為電能釋放出來。
因為儲能的原理不一樣，所以超級電容器與電池相比，相同體積的超級電容器和鋰電池，超級電容器的儲電量可能只是鋰電池的二十分之一到十分之一。但從充電速度來看，鋰電池的電動汽車在快充半小時的情況下能夠充到70%~80%，但超級電容器的公交車可以在停靠的一分鐘充滿。另外就是循環(huán)的壽命上，鋰電池一般的壽命在2000次左右，超級電容器的壽命可以達到50萬次~100萬次。
從環(huán)保性和安全性上看，鋰電池等其他的二次電池有著很大的不足，鋰電池中的鋰元素在地球上是十分有限的，而且鋰是非常活潑的金屬，無論是暴露在空氣還是水中都會發(fā)生劇烈的化學反應，鋰電池報廢后如果不及時回收的話會對環(huán)境造成很嚴重的污染；汽車電瓶中的鉛酸電池中的鉛對于土壤和人體也有非常大的毒性。
而超級電容器的儲能材料是碳材料，碳資源在地球上的資源是非常豐富的，無論是普通的動物植物還是煤炭石油資源都富含碳元素，因此超級電容器的材料來源是豐富且環(huán)保的。除此之外，超級電容器的安全性也是極高的，因為超級電容器的材料是多孔碳而且是純碳，碳的性質十分穩(wěn)定，因此即使是遭到碰撞和高溫的情況下也不會發(fā)生明顯的化學變化。因此，在我國新能源開發(fā)利用的環(huán)保道路上，超級電容器的深入研究十分有必要。
超級電容器也不負眾望，已經在電動公交車上有了很成熟的應用，不只是上海，寧波、廣州、武漢都有安裝了超級電容器的電動公交車線路，真正可以做到幾分鐘的時間給公交車充滿電。
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