突破性非金屬超級電容：3.8立方公分輸出200伏特強電

廣東工業大學研究團隊近日開發出革命性的薄膜超級電容(TFSCs)技術，完全摒棄傳統金屬部件與隔離膜，僅3.8立方公分的微型裝置竟能輸出200伏特高壓，足以點亮100顆LED持續30秒，或是驅動3瓦燈泡運作7秒鐘。這項刊登於《極端製造國際期刊》的創新技術，可望為新一代微型電子裝置供電，特別適用於嚴苛環境或空間受限的應用場景。

這項技術的核心在於簡潔高效的雷射製程。研究人員採用二氧化碳雷射將商用聚醯亞胺(PI)紙轉化為3D石墨烯——這種材料兼具優異的電能儲存與傳導特性。創新之處在於，這種石墨烯紙同時扮演三重角色：既是儲能電極、導電連線件，又是結構支撐體。

論文通訊作者、廣工大精密電子製造技術與裝備國家重點實驗室劉惠龍副教授指出：「傳統超級電容需依賴笨重的金屬元件與複雜線路來串聯多個單元，我們的方法不僅簡化材料與設計，更能實現高電壓與穩定效能。」研究團隊深入分析雷射引數（包含掃描密度、功率與速度）對石墨烯結構與導電性的影響，透過引數最佳化，成功製造出兼具低電阻與強電化學特性的石墨烯片。

在新設計中，水凝膠電解質同時具備隔離膜功能，而PI紙本身則決定了每個儲能單元的形狀。自支撐式石墨烯層讓所有元件能緊密堆疊，使裝置在保持微型化的同時不犧牲效能。特別值得注意的是，從單一儲能單元到160單元堆疊的完整系統，所有TFSCs都展現出高度一致的效能表現。

共同作者陳雲教授強調：「最大優勢在於完全不需要金屬集流體或外部聯結器，透過簡化材料與組裝流程，我們能在維持裝置超緊湊的前提下實現高壓輸出。」團隊接下來將持續提升裝置的能量密度與電壓範圍，期待這項技術未來能應用於穿戴式感測器、柔性電子等需要在高環境限制下穩定供電的微型系統。

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