進(jìn)行該項(xiàng)研究的是圣母大學(xué)的Anusorn Kongkanand和Prashant Kamat，他們監(jiān)控了由二氧化鈦半導(dǎo)體顆粒和單壁碳納米管組成的復(fù)合系統(tǒng)，在達(dá)到電荷平衡的過(guò)程中電子的轉(zhuǎn)移。

　　當(dāng)二氧化鈦納米顆粒受到紫外光激發(fā)時(shí)，它的電子會(huì)發(fā)生分離，其中的一些由于受到限制而不能自由移動(dòng)，每12納米長(zhǎng)的二氧化鈦顆粒中大約有3770個(gè)電子是這種情況。這些受限制的電子會(huì)呈現(xiàn)出藍(lán)色。然而，當(dāng)研究人員將二氧化鈦顆粒和單壁碳納米管形成系統(tǒng)時(shí)，藍(lán)色減弱了，這是由于一些封存于二氧化鈦中的電子轉(zhuǎn)移到了單壁碳納米管。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)單壁碳納米管的濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，藍(lán)色徹底消失，這說(shuō)明二氧化鈦中的封存電子完全轉(zhuǎn)移到了單壁碳納米管。

　　計(jì)算表明，單壁碳納米管中每32個(gè)碳原子就能夠捕獲并存儲(chǔ)一個(gè)電子，整個(gè)過(guò)程在億分之一秒內(nèi)完成。如此之高的電子存儲(chǔ)能力使碳納米管變成一個(gè)“超級(jí)電容器”。

　　論文高級(jí)作者Kamat表示：“利用碳納米管所占空間小的特點(diǎn)來(lái)提升電子的存儲(chǔ)能力，對(duì)于電池的小型化至關(guān)重要?！盞amat強(qiáng)調(diào)，只有當(dāng)半導(dǎo)體顆粒和碳納米管二者的費(fèi)米能達(dá)到平衡，電子轉(zhuǎn)移才會(huì)停止，因此，32個(gè)碳原子捕獲一個(gè)電子是受到系統(tǒng)能量限制的保守估計(jì)。這也就意味著如果改變半導(dǎo)體材料或者改變充電方法，單壁碳納米管有可能存儲(chǔ)更多的電子。同時(shí)，半導(dǎo)體的能量級(jí)別越高，轉(zhuǎn)移的電子也會(huì)越多。

　　為了實(shí)現(xiàn)放電，研究人員在系統(tǒng)中加入可接收電子的硫堇，其還原電勢(shì)比碳納米管更高，因此電子會(huì)從碳納米管中流入硫堇。