元素百科多年来，安装在芯片上的小型超级电容器一直受到科学家的广泛追捧。决定电容器性能的关键是它的电极材料。潜在的“玩家”包括石墨烯、碳化钛和多孔碳。据德国《光谱》杂志网站近日报道，芬兰国家技术研究中心（VTT）研究团队最近将注意力转向了一种“不可能”的弱电材料——多孔硅。为了将其变成强大的电容器，团队创新地在其表面涂上了几纳米厚的氮化钛涂层，以改变其性质。
多孔硅电极材料
团队负责人麦卡·普伦尼拉解释说，化学反应引起的不稳定性和高电阻引起的低功率是一种极差的电容器电极材料。氮化钛可以提供化学惰性和高导电性，带来高稳定性和高功率，多孔硅具有较大的表面积矩阵。 
通过多孔硅电容器测试
根据荷兰爱思唯尔出版集团《纳米能源》杂志在线发表的论文，新电极装置在没有明显电容减弱的情况下进行了13000次充放电循环。普伦尼拉说，报告数据受到检测时间的限制，而不是电极的真实性能。它们继续充放电循环，到目前为止已经达到5万次，甚至使电极在循环中干燥，没有物理损伤或电学性能衰减。“超级电容需要稳定循环10万次。目前使用多孔硅-氮化钛（Si-TiN）制作电极的电容器可以完全稳定地通过5万次测试。”
在功率密度和能量密度方面，新的电极装置可以与目前最先进的超级电容器相比。目前，由氧化石墨烯/还原氧化石墨烯制成的芯片微电容器功率密度为200瓦/立方厘米，能量密度为2毫瓦时/立方厘米，而新电极装置功率密度为214瓦/立方厘米，能量密度为1.3毫瓦时/立方厘米。普伦尼拉说，这些数字标志着硅基材料首次达到碳基和石墨烯基电极方案的标准。
芯片超级电容器广泛应用于电子产品的功率稳定器到局部能量收集存储器。普伦尼拉说，他们的整体设计仍然存在一些问题，每个单位的面积电容器仍然需要改进，他们需要进一步研究才能达到技术许可的最高水平。
