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法拉电容的比能量究竟有多大?是否可以真的代替电池呢?目前,还没有看到过关于法拉电容的能量密度极限方面的报道,也许是本人孤陋寡闻吧。为了弄明白这件事,作了一个计算,试图了解法拉电容的能量极限。

  目前介电常数最高的材料是一种陶瓷材料,相对介电常数30000,绝缘强度40KV/mm。

  由于是寻找极限,因此先假设我们的工艺进步了,能进行纳米加工,把介质和金属铝箔做到一个分子的厚度(约1nm), 二者的密度相近,一公斤铝箔可做可延展至300000平方米面积,敷起来作为电极,这样的材料N层复合起来,有2N-1个相对面,简便起见,我们按2倍计算,可知每层复合材料的静电容为160000000法拉,但极限电压只有40mV,为安全起见,额定工作电压可取30mV,储能多少呢?

  0.5*160000000*0.03*0.03=72000(焦尔),合10WH/Kg.

  10WH/公斤!这就是“纳米工艺”下的法拉电容的比能量极限!!!


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