新發(fā)現(xiàn)或帶來(lái)真正的超級(jí)電容

想象一下，如果你沒(méi)電的筆記本電腦或手機(jī)可在1分鐘內(nèi)充滿電，電動(dòng)汽車可在10分鐘內(nèi)充滿電，那該多方便！美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校研究人員在新一期《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表的研究成果，為實(shí)現(xiàn)這種愿景帶來(lái)了希望。

超級(jí)電容器是一種依靠孔隙中離子積累的儲(chǔ)能設(shè)備，與電池相比，超級(jí)電容充電時(shí)間短，使用壽命長(zhǎng)。近年來(lái)，為研發(fā)超級(jí)電容，多孔材料在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越受到重視，科學(xué)家也利用多種化學(xué)工程技術(shù)來(lái)研究多孔材料中的電流移動(dòng)。

然而，此前的文獻(xiàn)僅描述過(guò)離子在一個(gè)孔隙中的運(yùn)動(dòng)。這項(xiàng)新研究卻可在幾分鐘內(nèi)模擬和預(yù)測(cè)離子在數(shù)千孔隙相互連通的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)動(dòng)。研究人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了微小帶電粒子（稱為離子）如何在復(fù)雜的微小孔隙網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)，這一突破將有助于開(kāi)發(fā)超級(jí)電容器等更高效的儲(chǔ)能設(shè)備。

此次的發(fā)現(xiàn)修正了基爾霍夫定律，該定律自1845年以來(lái)一直“支配”著電路中的電流，是課本上電路理論中最基本也是最重要的定律之一。但與電子不同，離子的移動(dòng)既受電場(chǎng)影響，也受擴(kuò)散影響。研究人員發(fā)現(xiàn)，離子會(huì)在孔隙交叉處移動(dòng)，與基爾霍夫定律所描述的不同。

新發(fā)現(xiàn)不僅有望為汽車、電子產(chǎn)品等帶來(lái)高效充電設(shè)備，而且對(duì)電網(wǎng)儲(chǔ)能也具有重要意義，因?yàn)殡娋W(wǎng)能源需求波動(dòng)很大，更需要高效的能源存儲(chǔ)，這樣才能盡可能避免在需求低迷期間浪費(fèi)，并確保在需求高漲期間快速提供供應(yīng)。

來(lái)源： 科技日?qǐng)?bào) 張夢(mèng)然

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個(gè)醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個(gè)氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。