背景
随着人们越来越多地依赖便携式和无线电子产品，以及全球对于清洁能源例如太阳能和风能的需求不断增长，对于集成能源存储装置的需求正在迅速增长。
这样就创造出了对于高级能源存储技术的指数级需求，这些能源存储技术是指性能可靠且无需维护的电池和超级电容（SC），这些都是具有高功率密度的存储装置。超级电容是满足这一需求的杰出候选对象，因为它们具有环境友好且循环周期长的特征。
打印在纺织品上的石墨烯超级电容
创新
近日，来自澳大利亚悉尼科技大学清洁能源技术中心集成纳米系统实验室（INSys Lab）的研究人员，一直在寻找一条改善超级电容性能以及满足日益增长的存储容量需求的途径。
Mojtaba Amjadipour 博士、Francesca Iacopi 教授（数据和电气工程学院）以及 Dawei Su 博士（数学和物理科学学院）在2020年7月刊发的《电池和超级电容（Batteries and Supercaps）》杂志上，描述了他们的尖端研究工作。一篇发布在杂志封面的重要论文“基于石墨的固态超级电容：通过原位电化学处理实现氧化还原反应（Graphitic-based Solid-State Supercapacitors: Enabling Redox Reaction by In Situ Electrochemical Treatment）”，表明了他们的研究在开发拓展存储容量的替代方案方面极具创新意义。
技术
Iacopi 表示，团队内部的多学科方法有益于发现她所说的简单处理过程。她说：“这项研究源自我们探索电池操作极限的好奇心，会给我们带来意想不到的好处。如果不采用我们团队互补性的专业知识，理解观察到的改善的根本原因，就不可能实现对于这一过程的控制。”
传统意义上，超级电容是通过液态电解质制成的，不能小型化，且容易发生泄漏，因而催生了对于凝胶基电解质和固态电解质的研究。定制这些电解质与碳基电极材料例如石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管的组合，对于改善能量存储性能来说至关重要。
石墨烯或者直接在硅表面上制造的石墨碳，为可嵌入到集成系统中的片上超级电容提供了巨大的潜力。这项研究的见解为采用凝胶基电解质显著改善超级电容的性能提供了一条简单的途径，这对于制造准固态（凝胶）超级电容来说很关键。
Iacopi 博士表示：“这个方案为进一步开发小型化的片上能量存储系统提供了一条新途径，它兼容硅电子器件，并且可满足运行集成智能系统的电力需求。”