濾波電容是電路中不可或缺的重要器件，可以起到濾波、穩(wěn)壓、紋波濾除的作用，從而保證了中央處理器、記憶存儲(chǔ)器等精密電子器件的平穩(wěn)運(yùn)行，決定了先進(jìn)電子器件/設(shè)備性能。目前的商用濾波電容器以電解電容器為主，但是其體積龐大，會(huì)極大的占據(jù)電路板中的空間，不利于電路和設(shè)備的小型化。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，電化學(xué)電容器的比容量要比電解電容器高三個(gè)數(shù)量級(jí)，是微型化、集成化濾波電容的良好選擇，但受限于緩慢的離子遷移動(dòng)力學(xué)，電化學(xué)電容器無(wú)法做到濾波需求的高頻率響應(yīng)能力，因此電化學(xué)電容器往往需要以犧牲比容量的方式，來(lái)平衡高頻率的需求，到目前為止還難以實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用。

而在近日，清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種電場(chǎng)增強(qiáng)離子遷移的新策略，通過(guò)提升局部電場(chǎng)強(qiáng)度促進(jìn)內(nèi)部離子遷移速率以降低串聯(lián)內(nèi)阻，來(lái)彌補(bǔ)電化學(xué)電容器高頻特性的不足。相關(guān)研究成果以“用于可集成線濾波的超低阻電化學(xué)電容器”（Ultralow-resistance electrochemical capacitor for integrable line filtering）為題發(fā)表在《自然》雜志上。

據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)基于垂直取向石墨烯與PEDOT：PSS衍生的復(fù)合活性電極，以及5微米的窄溝道結(jié)構(gòu)，將面積比電容較之前的成果提升了一倍，達(dá)到5.2 mF cm-2。在與商用電解質(zhì)電容器頻率性能相當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)，比容量較之提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)，并且通過(guò)飛秒激光的加工方法，實(shí)現(xiàn)了高密度、高一致性的集成，解決了電容器額定電壓/電容的定制化問(wèn)題。在實(shí)場(chǎng)驗(yàn)證中，該電容器表現(xiàn)出優(yōu)異的濾波性能和電路兼容性，甚至針對(duì)于柔性電子電路也表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定濾波能力。

據(jù)悉，該項(xiàng)研究為發(fā)展高性能電化學(xué)濾波電容提供了新的認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)思路，也代表著電化學(xué)濾波電容向?qū)嶋H應(yīng)用邁出了重要的第一步。