A jövő elektronikája másodpercek alatt feltöltődhet, köszönhetően a szuperkondenzátor áttörésének

A Monash Egyetem kutatócsoportja olyan új, szénalapú anyagot fejlesztett ki, amely lehetővé teszi, hogy a szuperkondenzátorok lényegesen több energiát tároljanak, és ezzel leküzdötték azt a fő korlátot, amely eddig akadályozta a kompakt eszközökben való alkalmazásukat. A Nature Communications című folyóiratban részletesen ismertetett eredmény az energiatároló eszközök új generációját vezetheti be.

A szuperkondenzátorok arról ismertek, hogy rendkívül gyorsan töltődnek és kisülnek. Ugyanakkor hírhedt az alacsony térfogati energiasűrűségük, ami azt jelenti, hogy méretükhöz képest sokkal kevesebb energiát tárolnak, mint az akkumulátorok. A Monash Egyetem kutatócsoportja ezt a problémát egy új anyagarchitektúrával oldotta meg, amelyet multiszkalikus redukált grafén-oxidnak (M-rGO) neveznek.

Az anyagot természetes grafitból állítják elő gyors hőkezelési eljárással, amely rendkívül ívelt és kusza grafénkristályok egyedi szerkezetét alakítja ki. A kutatók egy ellenkező értelmű felfedezést tettek - a kutatók úgy találták, hogy ez az ívelt szerkezet lehetővé teszi, hogy az elektrolitból származó ionok mélyen bejussanak az anyag belső rétegeinek terébe, ezt a folyamatot ők "elektrokémiai rétegközi tágulásnak" nevezik Ez nagyobb felületet jelent az energiatárolás számára.

Az eredmények kiemelkedőek voltak. Amikor az új anyagot tasakcellás eszközökké szerelték össze, 99,5 Wh/l térfogati energiasűrűséget mértek, ami vetekszik az ólom-sav akkumulátorokéval. Emellett magas, 69,2 kW/L teljesítménysűrűséget is mutatott.

Ez a felfedezés lehetővé teheti, hogy olyan gyorsan töltődő szuperkondenzátorokat építsünk, amelyek elegendő energiát tárolnak ahhoz, hogy számos alkalmazásban kiváltsák az akkumulátorokat, és sokkal gyorsabban szolgáltatják azt. - Majumder professzor.

A technológiát most a Monash Egyetem egyik spinout cége, az Ionic Industries hozza kereskedelmi forgalomba, amely partnerekkel együttműködve igyekszik az új anyagot piacra dobni. Ha sikerrel jár, olyan ultragyors töltésű eszközöket láthatunk majd, amelyek másodpercek alatt feltöltődnek.