来自加州大学洛杉矶分校，密西西比州立大学，内华达大学和中国中南部的研究人员为超级电容器设计了一种高效，持久的石墨烯电极。该设备的设计灵感来自树枝上树叶的结构和功能，据说其效率比其他设计高10倍以上。

据报道，电极设计提供相同数量的能量存储，并提供与类似电极一样多的功率，尽管它更小更轻。在实验中，它产生了30％更好的电容 - 一种器件存储电荷的能力 - 与用类似碳材料制成的最佳电极相比，其质量和每面积电容的30倍。它还产生了比其他设计多10倍的功率，并且在超过10,000个充电周期后保持了95％的初始电容。

众所周知，超级电容器可以比现在的型号更强大，但是一个挑战是生产更高效和耐用的电极。电极将储存能量的离子吸引到超级电容器的表面，在那里可以使用该能量。超级电容器中的离子存储在电解质溶液中。电极快速提供储存电能的能力在很大程度上取决于它可以与该溶液交换的离子数量：它可以交换的离子越多，它能够提供更快的电力。

基于此，研究人员设计了他们的电极，以最大化其表面积，为其吸引电子创造最大的空间。他们从树木的结构中汲取灵感，树木的结构因其叶子的表面积而能够吸收大量的二氧化碳用于光合作用。“我们经常在自然界中找到灵感，植物已经发现了从环境中吸收二氧化碳等化学物质的最佳方法，”该研究的首席研究员和加州大学洛杉矶分校机械和航空航天工程教授说。“在这种情况下，我们使用了这个想法，但规模要小得多 - 实际上是大约百万分之一。”

为了创建分枝和叶子设计，研究人员使用了两个由碳原子组成的纳米级结构。“分支”是中空的圆柱形碳纳米管阵列，直径约20至30纳米; 并且“叶子”是由石墨烯制成的约100纳米宽的尖锐花瓣状结构。然后将叶子布置在纳米管茎的周边上。叶状石墨烯花瓣也赋予电极稳定性。

然后，工程师将结构形成隧道形阵列，其中传输储存能量的离子流过电解质和表面之间的电阻小得多，以提供比电极表面平坦时的能量。

该电极在酸性条件和高温下也表现良好，这两种环境都可以使用超级电容器。