美国女生发明的「超级电容器」，20秒完成充电是什么原理？
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】。
这么说吧，这个18岁的女孩发明的是一种电池容器，这种容器工作原理类似于一个超级电容，它能在20秒之内完成充满电的过程，充入的电量相当于普通手机电池的电容量。
所以，千万不要理解成“这个女孩发明了一个东西能在20秒内充满你现在手里拿的那个手机的电池”
ps：看起来这个设备的前景还是很好的，快速充电，电量保持时间长，可充电次数多，柔性因此可以用在各种形状的产品里。。。。。。。
转载自知乎日报2013.05.19