超电容器、能量储存装置可以在几分钟内储存、释放电量，能够快速充电，并且廉价、安全，可成为电池的替代品，用于电动汽车。但是，商用超电容器只占了锂离子电池能源的5%。由于只提供短时间的功率突增，所以就限制了它们的应用，比如在混合动力公共汽车加速方面的应用。

　　美国俄亥俄州代顿（Dayton）的纳米技术设备公司 (Nanotek Instruments)的研究者目前已经作成了石墨烯电极，这种电极制成的超电容器，能量密度比商用设备高五倍。由于使用石墨烯——原子层厚度的碳片——Nanotek公司增加了超电容器中电极的表面积，提高了可储存的电荷量。“我们正尝试缩小超电容器和锂离子电池之间的性能差距，” Nanotek公司 的鲍尔·江（Bor Jang ）说。鲍尔?江 是的第一文章作者，文章发表在《纳米通信》（Nano Letters ）期刊的网络版。

　　这家公司测试的纽扣型超电容器电池表明，石墨烯电极每千克能够储存85.6瓦时的电量。由于一个电极的重量通常只占全尺寸超电容器的三分之一，所以，一台试验设备的能量密度大约每千克28瓦时，鲍尔·江说。相比之下，今天的超电容器具有每千克5到10瓦时的能量密度，然而，镍金属氢化物电池和锂离子电池分别有每千克40到100瓦时和超过120瓦时的能量密度。

　　然而，电池通常在它们满电量充电循环的中间范围使用，一般只用全部充电容量的20-50%，焦耳·辛达尔（Joel Schindall）说，他是麻省理工学院电子工程及计算机科学教授。这意味着，超电容器大约只有可充电电池的20%的能量密度，但是因为充电快速且无使用寿命的限制，所以应该具有竞争力，可用于一些电动车辆。此外，电池充电的化学反应需几小时，且在几千周期之后会使电极退化，但是超电容器充电只需几分钟，而且能持续几百万次充电循环，这是由于超电容器储存静电电量——电容器的电解液中的离子黏附到电极表面。

　　商业用的超电容器使用活性炭做的电极，活性炭是一多孔材料，能够把离子储存在其孔中。石墨烯之所以能够储存更多电量，也是因为离子能够在碳层上形成以一离子层，电荷也更容易附着和脱离石墨烯表面。然而，当前制备石墨烯的方法只能制备平整的石墨薄片，这些薄片互相重叠，因此石墨烯表面被覆盖。纳米技术公司研究组已发现一种方法，该方法制备的石墨片表面不互相重叠，但类似于折皱的纸张，会暴露出更多的表面积。

　　鲍尔·江说，纽扣状的测试电池再充电500次后，只损失了不到10%的电荷储存能力。改善电极材料应该能够增加使用寿命，他补充说。

　　第里普·阿格尼好特里（Dileep Agnihotri）是石墨烯能源公司（Graphene Energy）的CEO，这是一家石墨烯超电容新创公司，位于得克萨斯州奥斯丁（Austin），他说他的公司已实现类似的能量密度，但具有更长的循环寿命。它的电池在1万次循环后只损失其3%的电荷储量。“我们在铅酸电池的范围内，每秒钟一次充放电。

　　同时，快帽系统公司（FastCAP Systems）是一家独立的新公司，它所依赖技术是在辛达尔实验室开发的，这家公司正在制造的超电容器电极，具有垂直生长排列的碳纳米管。辛达尔说，公司已经实现的能量密度是每千克20-25瓦时。目标是每千克25-30瓦时的能量密度，并且至少两年，快帽系统公司才能提供上市产品。

　　辛达尔说，新的石墨烯能量密度令人瞩目。为了与电池竞争，用于超电容器的所有碳纳米材料制备技术都面临着挑战，不仅需要提高能量密度，也需要使制备的电极性能始终良好，可以大规模使用。