近日，韩国研究团队成功开发出一种高性能超级电容器，该技术有望成为下一代储能设备。相关技术细节已发表于《复合材料B部分：工程》杂志，此项创新利用由单壁碳纳米管(CNT)和导电聚合物聚苯胺(PANI)组成的创新纤维结构，有效克服了现有超级电容器的局限性。

相较于传统电池，超级电容器具备充电速度快、功率密度高的优势，且在数万次充放电循环中性能衰减较小。然而，其相对较低的能量密度限制了长期使用，进而制约了在电动汽车、无人机等实际应用场景中的推广。

此次研究由韩国科学技术研究院(KIST)碳复合材料研究中心的Bon - Cheol Ku博士和Seo Gyun Kim博士，以及首尔国立大学(SNU)的Yuanzhe Piao教授共同领导。研究团队在纳米尺度上，将高导电性的单壁碳纳米管(CNT)与可加工且廉价的聚苯胺(PANI)进行均匀化学结合，形成了一种复杂的纤维结构。这种结构能够同时增强电子和离子的流动，使超级电容器可存储更多能量，并以更快速度释放。

经测试验证，该团队研发的超级电容器性能稳定，即使经过超过10万次充放电测试，仍能保持良好状态，且在高压环境下也具备出色的耐用性。凭借这些特性，该技术有望替代或补充现有电池系统。例如在电动汽车领域，其快速充电能力可实现高效电力输送，进而提升车辆的续航里程和整体性能。对于无人机和机器人等其他应用场景，则能带来更长的运行时间和更高的可靠性。此外，所开发的复合纤维(CNT - PANI)具有较高的机械柔韧性，可进行卷曲和折叠，因此可应用于可穿戴设备等下一代电子设备。

该研究的另一重大突破在于降低了生产成本并实现了大规模生产。单壁碳纳米管(CNT)虽性能优异，但高昂的生产成本一直是其商业化的阻碍。研究团队通过将其与低成本的导电聚合物聚苯胺(PANI)复合，有效解决了这一问题。同时，他们还通过简单工艺为量产奠定了基础，近期更是成功开发出基于该技术的薄膜状结构，进一步加速了其商业化进程。

展望未来，该技术将作为迈向碳中和社会的关键赋能技术，广泛应用于电动汽车、机器人、无人机、可穿戴设备等众多领域。

韩国科学技术研究院的Bon - Cheol Ku博士表示：“这项技术通过使用单壁碳纳米管和导电聚合物克服了超级电容器的缺点。我们将继续致力于开发和产业化基于碳纳米管的超高性能碳纤维。”

更多信息：Dongju Lee 等人，《纳米单元结构碳纳米管复合纤维用于超高能量和功率密度超级电容器》，《复合材料 B 部分：工程》(2025 年)。