美国女生发明的「超级电容器」，20秒完成充电是什么原理？

悠悠记得当天

新浪的关于科技方面的报道出错也不是一天两天的了

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

Hammstein

公共汽车的刹车充电也是电容啊. 否则根本来不及的

Hammstein

是该吐槽..新浪好象总喜欢搞这事

悠悠记得当天

Hammstein 发表于 2013-5-21 21:13
是该吐槽..新浪好象总喜欢搞这事

追求爆炸新闻呗，心态不正啊

Hammstein

悠悠记得当天 发表于 2013-5-21 21:20
追求爆炸新闻呗，心态不正啊

好象不止那样. 新浪挺喜欢负面新闻的.

Hammstein

头像不错

悠悠记得当天

Hammstein 发表于 2013-5-21 21:28
好象不止那样. 新浪挺喜欢负面新闻的.

不负面不爆炸怎么吸引眼球，例如新浪微博吧，李承鹏的状态会有一群水军在顶的，有证据的。头像是做的奶茶mm支持南方周末送报人员讨薪，哈哈

Hammstein

悠悠记得当天 发表于 2013-5-21 21:46
不负面不爆炸怎么吸引眼球，例如新浪微博吧，李承鹏的状态会有一群水军在顶的，有证据的。头像是做的奶茶 ...

唉..人类就喜欢看这种新闻..

huangkun1030

貌似合照里面看到同学了。呵呵。