Przyszła elektronika może ładować się w kilka sekund dzięki przełomowi w dziedzinie superkondensatorów

Zespół naukowców z Monash University opracował nowy materiał na bazie węgla, który pozwala superkondensatorom przechowywać znacznie więcej energii, pokonując główne ograniczenie, które utrudniało ich zastosowanie w kompaktowych urządzeniach. Osiągnięcie to - opisane szczegółowo w czasopiśmie Nature Communications - może zapoczątkować nową generację urządzeń do magazynowania energii.

Superkondensatory są znane ze swojej zdolności do niezwykle szybkiego ładowania i rozładowywania. Są one jednak znane ze swojej niskiej objętościowej gęstości energii, co oznacza, że przechowują znacznie mniej energii w stosunku do swoich rozmiarów w porównaniu z bateriami. Zespół badawczy z Uniwersytetu Monash rozwiązał ten problem dzięki nowej architekturze materiału o nazwie wieloskalowy zredukowany tlenek grafenu (M-rGO).

Materiał ten jest wytwarzany z naturalnego grafitu przy użyciu szybkiego procesu obróbki cieplnej, który tworzy unikalną strukturę wysoce zakrzywionych i splątanych krystalitów grafenu. Badacze dokonali sprzecznego z intuicją odkrycia - naukowcy odkryli, że ta zakrzywiona struktura pozwala jonom z elektrolitu wnikać głęboko w wewnętrzne przestrzenie materiału, proces, który nazywają "elektrochemiczną ekspansją międzywarstwową" Oznacza to większą powierzchnię do magazynowania energii.

Wyniki były znakomite. Po zmontowaniu w ogniwa typu pouch, nowy materiał odnotował objętościową gęstość energii na poziomie 99,5 Wh/L, rywalizując z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi. Wykazał również wysoką gęstość mocy wynoszącą 69,2 kW/L.

Odkrycie to może pozwolić nam zbudować szybko ładujące się superkondensatory, które przechowują wystarczającą ilość energii, aby zastąpić baterie w wielu zastosowaniach i dostarczają ją znacznie szybciej. - Profesor Majumder.

Technologia ta jest obecnie komercjalizowana przez firmę spinoutową Monash University, Ionic Industries, która współpracuje z partnerami w celu wprowadzenia nowego materiału na rynek. Jeśli się powiedzie, możemy zobaczyć ultraszybko ładujące się urządzenia, które ładują się w ciągu kilku sekund.