激光武器和其他电动武器需要使用体积较大或相当巨型的电容器,才能储存能量和提升功率。传统上,这类电容器异常笨重,有些甚至比航运集装箱更大。
如今,由科学家黄富强教授领导、来自北京大学和中国科学院的研究团队,据报已在电容器技术方面取得突破。他们在最新一期权威杂志中发表论文,解释他们的超级电容器能量密度如何可以达到每公斤26千瓦,相当于锂离子电池输出能量的130倍。
巴亚拉-1激光炮需要一兆瓦输出功率才能发射。若使用传统技术,电容器要符合这项电力要求,其重量就要超过10吨以上。理论上,黄富强教授团队发明的超级电容器,其重量可能仅为40公斤。
上海复旦大学激光技术专家朱鹤元教授虽然没有参与这项研究,但表示:“若能大幅降低动力装置重量,激光系统的重量也会随之减少,如此一来就可以安装在战斗机和太空船上。”
“若新技术确实可行,而军方又同意使用,那么在不久的将来,我们在星球大战电影中看到的武器可能会成为现实。”
黄富强教授发明的电容器已超越传统电容器极限,存储的电力达到每公斤41瓦时。虽然这个容量比锂电池小,就相当于汽车今天使用的铅酸电池,但这是世上首次出现存储量跟主流电池一样的电容器。
这种电容器能提供更大的能源储存量,因此或能够应用于其他先进武器。
近年在发展海军和陆军应用的电动武器方面都取得迅速发展。就以磁轨炮为例,它使用电磁力,因此弹丸可以加速至音速10倍,能击中长途目标、穿透厚身的坦克装甲,以及拦截来袭的导弹。
正如激光炮一样,这些新武器过大过重,所以多数飞机都无法安装。美国海军曾测试世上最强大的磁轨炮,它可以发出32兆焦耳动能,而只有军舰才能承载此等重量的供电装置。
据公开信息,超级电容器又叫黄金电容、法拉电容,它通过极化电解质来储能,属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应,因此这种储能过程是可逆的,正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容一般使用活性碳电极材料,具有吸附面积大,静电储存多的特点,在新能源汽车中有广泛使用。
超级电容龙头企业目前有:江海股份、新宙邦、江苏国泰。