電容器充放電速度很快，但是相比電池儲能較少。Bandaru團隊發現可以通過在石墨烯引入電荷缺陷來提高電容的儲能。

加州圣地亞哥大學的工程師已經發現了一種方法，用來增加石墨烯中儲存的電荷量。該研究成果發表在最近的在線《納米快報》上，它可能有助于我們更好的理解在汽車、風力渦輪機和太陽能發電的應用潛能下如何提高電容器的儲能能力。

電容器充電和放電速度很快，對快速、大量爆發式的能量更有利用價值，例如照相機閃光和發電廠。它們快速充放電的能力相比于電池的長時間充電來說是一種優勢。但是，電容器存在的問題是，它們的儲能比電池少。

如何改善電容器的儲能呢?在加州圣地亞哥雅各布大學的機械工程教授PrabhakarBandaru的實驗室，研究人員提出了一個方法，即在試驗中引入更多的電荷到以石墨烯為模型材料的電容器電極。其原理是：電荷增加導致電容增加，從而轉化為能量存儲增加。

怎樣利用缺陷?

一個完美的碳納米管結構是沒有缺陷的，但在實際情況下碳納米管外壁上沒有碳原子缺失、沒有空洞這類的缺陷幾乎是不可能的。Bandaru實驗室的研究人員想出一個切實可行的方法去利用缺陷，而不是去規避缺陷。

Bandaru說：“電荷缺陷可能對能量儲存有利——這項認識激發了我。”

該團隊使用了一種基于氬離子的等離子體處理方法，其中石墨烯樣品與帶正電的氬離子相撞擊。在這個過程中，碳原子被撞擊脫離了石墨烯層，留下含有正電荷的空穴——這些就是電荷缺陷。經過氬等離子體處理的石墨烯樣品，其材料的電容增加了三倍。石墨烯中“之”字形曲折缺陷和“扶手椅”形缺陷

“我們可以通過引入電荷缺陷來增大電容，并且可以控制在材料中引入何種電荷缺陷，這是令人興奮的。”Bandaru教授研究小組的研究生、同時也是這項研究的第一作者RajaramNarayanan講到。

該團隊利用拉曼光譜和電化學測量來表征氬等離子體引入到石墨烯晶格后的缺陷類型。研究結果表明，形成的擴展缺陷包括“扶手椅”和“之”字形缺陷，這是基于缺失碳原子的形狀而命名的。

此外，電化學研究幫助該團隊發現測量電荷之間距離的新尺度。Bandaru表示：“此新尺度為我們究竟能夠做到多小的電子設備提供了基準，這對電子應用十足重要。”