又遇神人:18岁少女发明“神器”:20秒内完成手机充电
   据英国媒体报道,美国加利福尼亚州一位女大学生日前凭借自己所发明的神奇充电器,吸引了科技巨头谷歌公司的注意。
  据悉,现年18岁的埃沙·哈尔(EshaK hare)就读于哈佛大学纳米化学专业,她所发明的超快速充电器实际上是一个“超级电容器”,能在20秒钟之内充进与普通手机电池相当的电量。在日前举行的英特尔国际科学与工程大奖赛上,哈尔凭借该项发明获得了5万美元奖金(约合人民币30万元)。
  哈尔在接受采访时表示:“我的手机总是会因为电量不足而关机。”正是这种烦恼成为她去研究充电技术的动机,而学习纳米化学的哈尔更是将自己的专业知识运用到了发明之中。“纳米技术能够大幅改进许多领域的技术,我所发明的超快速充电器就采用了这种技术。”
  除了充电超快之外,这款充电器的可充电次数也非常惊人,达到了1万次,是普通充电器的10倍。此外,哈尔还希望改进后的充电器能够被应用到手机和汽车等任何一个使用电池的设备上。目前,谷歌公司正在就哈尔所采用的技术与她进行积极接触,双方有望展开紧密合作。  
来自 科创茶话
2013-5-21 10:39:32
乖乖乖(作者)
1楼
感觉这玩意怎么样都不可行,以2000mAh的电池来计算,20秒充满,不考虑损耗,电流得360A。。
+1  科创币    甲苯上加硝基   2013-05-21   表示怀疑,充电快电池寿命也会减少,而且还是电容瞬间放电电池顶的住吗
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2楼
不就是个超级电容吗?
谷歌还当什么稀奇东西  就那个悲剧的直线放电曲线 就够头疼的了
况且还没说体积 能量密度大才有用啊
F1上面就有超级电容 连续7秒钟大概5万瓦功率
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3楼
表示不解 天朝也有很多这样的报道 在所需的能量和时间计算 相当于一枚自然闪电的劈电池并且快速充满
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4楼
不明白是发明了 充电器还是发明了电池~! 以现在最好的锂电 磷酸铁锂 以几百安以上的充电电流,那电池会~~~!爆不爆炸先不说,电池的寿命会怎样? 电池本身是有电阻,这么大的电流。。。发热量。。。~~! 这报道真是。。。。。~!
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5楼
回 4楼(luobinme) 的帖子
回你的话,这报道真是让人蛋疼
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6楼
充电线和手机一般粗,连接插头不是usb口而是铜排,充电器不是放包里而是背在背上?
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7楼
貌似是超级电容 感觉报道误解
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8楼
看了几遍,我的理解是:她把手机电池换成了超级电容。

我这几年也玩超级电容,手上有各种容量的,利用超级电容的快速充放电,从改装电动剃须刀、航模动力、与太阳能板配合用、到代替手机电池。在代替手机电池方面,虽然有点效果,但是要达到上述报道里所说的,还差一个数量级呢。

要在20秒钟之内充进与普通手机电池相当的电量,就所含能量而言,目前的只有2.5伏700法拉以上的超级电容可以达到(2.5伏的其实耐压5伏),不谈用何等神器在20秒内给它充满电,就其直径在35 mm,高 110 mm ,重量超过200克,相当于二至三节26650锂电池,哪一款手机能塞下啊?!
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9楼
转帖来自zhihu:  http://www.zhihu.com/question/21085729?rf=21085714


先吐槽一下新浪新闻,这种无节操媒体大家还是不要看了。新浪新闻 [0] 引用英国《每日邮报》[1],《每日邮报》又是引用美国 NBC 新闻网的消息 [2],内容我都不吐槽了,有兴趣自己去比较,就看标题吧:
[2] 的标题是 “Teen's invention could charge your phone in 20 seconds”
[1] 的标题是 “Teenager invents revolutionary device which has the potential to charge a cell phone within just 20 SECONDS”
[0] 的标题是《美国女生发明超级充电器 20秒便可充满一部手机》
请注意加粗强调的部分。不知道新浪的编辑是英文不好还是中文不好,这语义差很多好吧?这个发明目前还只具备这种可能性,到了新浪手上就已经变成现实了……难道穿越到未来去了?

再来说这个发明本身。超级电容器 (supercapacitor) 不是这位小朋友发明的,而是对于一大类电容器的统称,详见 [3] 的介绍。所有的新闻网站都没提到这个发明的细节,搜到的唯一详细资料是一份 PDF 的项目介绍 [4],里面提到两点:该小朋友发明的超级电容器是用的 H-TiO2 材料,比能【specific energy, 单位重量所包含的能量】为 20 Wh/kg。作为对比,手机使用的可充电锂离子电池的比能约为 100~265 Wh/kg [5],常见的貌似是 140 Wh/kg 左右。换句话说,使用该小朋友的发明作为手机电池的话,需要使用现在七倍重量的的电池。[1] 里提到小姑娘的发明现在只够点个 LED 灯【都还没说能点多久!】,再加上其他量产的问题,这个发明离做成手机电池实际应用还有很长……很长……很长……很长……的路要走。看看电池技术的历史不难看出,美好未来还是很遥远的……

然后就要吐槽一下小朋友的不厚道了。[4] 里面提到这个项目是在加州大学圣克鲁斯分校化学系的 Yat Li 博士的实验室里完成的。Li 博士的研究组 [6] 的主要方向是纳米材料,刚好今年他们发了一篇论文 [7] 是关于 H-TiO2 超级电容的,实验结果表明他们已经实现了比能为 59 Wh/kg 的超级电容器。对比 [4] 和 [7] 来看似乎是同样的技术,可是小姑娘的名字并没有出现在 [7] 的作者里面【作者全是中国人】。那唯一合理的解释似乎是小姑娘在 Li 博士的实验室用他们组的研究成果做了个暑期项目,然后拿去参赛并且获奖了……据说这种做法在美国的高中生里面似乎还蛮常见的,骗个奖好去申请好大学……我是不是又腹黑了……

PS. Li 的研究组清一色的中国人,下面有图有真相。而 [7] 的资助方竟然包括中国自然科学基金和广东省自然科学基金……说明中国还是有人才的嘛,可惜都出国了哈哈哈~

PS2. 吐了半天槽,竟然忘了回答问题。20秒完成充电的原理是……因为它是个电容器,不是化学电池。电容器充电是物理过程【快】而非化学反应【慢】。


[0]: http://news.sina.com.cn/w/2013-05-20/143527174522.shtml
[1]: http://www.dailymail.co.uk/news/article-2327021/Teenager-invents-revolutionary-device-charges-cell-phone-20-seconds.html
[2]: http://www.nbcnews.com/technology/teens-invention-could-charge-your-phone-20-seconds-1C9977955
[3]: https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor
[4]: http://www.usc.edu/CSSF//History/2013/Projects/S0912.pdf
[5]: https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery
[6]: http://li.chemistry.ucsc.edu/
[7]: http://research.pbsci.ucsc.edu/chemistry/li/publications/2013_AM_25_267_272.pdf
+231  科创币    玄明   2013-05-21   精辟分析!
+50  科创币    20!Dopaminor   2013-05-21   !!!
+200  科创币    苦丁茶   2013-05-21   呵呵
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10楼
看一看~
笑一笑~
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11楼
回 2楼(鳯仙) 的帖子
密度不可能大  太危险了
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12楼
无节操媒体啊!
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13楼
非热效应核电池有自制的可能否?
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14楼
回 13楼(wuncle) 的帖子
光电效应的算不算??
直接2块光电池之间夹一层放射性物质
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15楼
回 14楼(鳯仙) 的帖子
电离辐射能把人搞死的吧
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16楼
回 15楼(李日) 的帖子
这个是需要封装的嘛。。。
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17楼
回 14楼(鳯仙) 的帖子
原子电池就可以了
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18楼
回 8楼(wangrui555) 的帖子
我手里只有一个1F的电容阵500颗2200uf日化电容
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19楼
我今天一早起来看到这个新闻差点笑喷了,这不科学啊!!
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2013-05-22 14:15:10
20楼
这样的新闻可以忽悠很多缺少科学常识的人,和很多不愿意多动脑筋思考的人。
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2013-05-23 09:04:50
21楼
59Wh/kg这还是没计算电极和壳体的能量密度,算上各种附加材料之后,综合性能会大打折扣
如果再考虑电极,材料和温度的限制,这东西充电也不一定有锂电池快。事实上目前的所有超级电容,允许的充电电流都很小,最终的充电速度还是和锂电池不相上下。
至于寿命,超级电容的寿命可不是无限的(也不是在限定时间内不限次数),使用中的各种因素,例如过热、过压、过流,都会导致折损寿命(超级电容对放电电流限制很严),最终寿命能有多少还是个问号。
正常的电池设计,除了航模之外,其他的都会要求有一定的持续供电时间,比如手机至少10小时。换句话说,充放电寿命不是主要限制,因为循环的时间间隔不可能很短。如果一天一充,500次的电池能用1-2年。超级电容充放电次数多,也没有什么特殊价值。
电源管理电路设计的问题,超级电容的电压变化范围太大,升压电路制作困难,电压低了之后,要么启动不了,要么电流超限。
所以,目前超级电容,只是做成一些工业用的储能模块,在特殊场合应用。想要当手机电池?那还是等等吧。
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22楼
为了给大家一个概念,我刚才试了一下,用一颗5.5伏1.5法拉的超级电容,长2厘米,宽1.5厘米,高0.8厘米。
先用手机电池给它充满了电,再接上没有电池的手机(金立TD100),成功开机后过了3秒,因为电力不足自动关机了。[s:274]
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23楼
回 9楼(darkorochi) 的帖子
哈哈,potential潜能→变成了→can可能。。。。。。。。。别怪那些编辑,他们就是为了吸引眼球,还能做啥????混口饭吃,可不是英语和中文不好。。。。。
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24楼
回 9楼(darkorochi) 的帖子
哈哈,have the potential有潜能→变成了→can能。。。。。。。。。别怪那些编辑,他们就是为了吸引眼球,还能做啥????混口饭吃,可不是英语和中文不好。。。。。懒得吐槽,总有一些猪头喜欢胡乱翻译。。。有时候看英文电影,也是的,有些人也是喜欢胡乱翻译,搞得好像他很聪明似的,好像他翻译起来很优雅,很高贵,其实意思改变了。我还是喜欢直译,哪怕有时候听起来很拗口。。。。。懒得说那些猪头们。。。
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25楼
回 21楼(warmonkey) 的帖子
不错,实质的内容。貌似看到很多的签名都是“乖式家族”,是不是都是从你那里来的。。。。
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26楼
回 22楼(wangrui555) 的帖子
我假装很懂地用公式q=cu,和q=uit,计算了一下。发现前面的q还是小于后面的q。能开机,电流应该可以,那就是电量不够了,呵呵。
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27楼
回 26楼(兰若,公主魂) 的帖子
q=it       电量等于电流乘以时间
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28楼
回 27楼(wangrui555) 的帖子
搞错了,呵呵,我说怎么不对劲。w=uit,艹。你的金立手机刚开机肯定相当耗电,工作电流大。还是法拉电容经过大电流放电造成电压变低?手机一般耗电100ma左右吧。
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29楼
放电电流肯定不会大到哪里去,大概就像你说的100ma吧。
应该是超级电容本身所含的能量、体积比太小,加上手机里面线路板检测到输入电压低于三点几伏就自动关机了。
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30楼
这个速度,如果能实现,功率肯定也会很大,有危险,所以还是想想怎么减小功耗吧。
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31楼
我也看了几遍,首先她的是电容不是电池,能在20秒钟之内充进与普通手机电池相当的电量,可以理解为市电整流充(或降压),充满后给移动产品充电或备用,等于是快充慢放,这样也符合电容充放电规则,至于这么大容量的电容体积有多大,是不是方便携带,上面没提及大家猜想吧,可能有什么超级材料横空出世了!!!
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2013-05-24 12:25:41
32楼
回 9楼(darkorochi) 的帖子
你这样的精神值得我学习。谢谢![s:271]
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33楼
的确是神器  我之前也想发明 可就是没懂怎么样做
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2013-06-01 00:19:31
2013-6-1 00:19:31
34楼
写过关于超级电容的论文,表示这是很鸡肋的东西,能量密度低,耐压低,电压不恒定
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