Superkondensatory nowej generacji

Superkondensatory od lat uznawane są za obiecującą alternatywę dla tradycyjnych akumulatorów. Magazynują energię poprzez elektrostatyczny ładunek, a nie reakcje chemiczne, dzięki czemu mogą ładować się błyskawicznie i pracować przez miliony cykli. Do tej pory ich największą wadą była jednak ograniczona pojemność energetyczna.

Zespół badawczy Monash przełamał tę barierę dzięki zastosowaniu innowacyjnej architektury grafenowej, umożliwiając pełniejsze wykorzystanie powierzchni węglowej odpowiedzialnej za magazynowanie ładunku.

Klucz do sukcesu: multiskalowy tlenek grafenu M-rGO

Przełom opiera się na nowym materiale — multiscale reduced graphene oxide (M-rGO) — powstałym z naturalnego grafitu. Naukowcy zastosowali szybki proces wyżarzania termicznego, tworząc silnie zakrzywione struktury grafenowe z kontrolowanymi kanałami przepływu jonów.

Efekt? Materiał łączący wysoką gęstość energii oraz wysoką gęstość mocy — cechy niezwykle rzadko występujące razem w jednym urządzeniu.

Rekordowe wyniki potwierdzone w testach

W praktycznych testach superkondensatory oparte na M-rGO wykazały:

Gęstość energii: do 99,5 Wh/L — porównywalną z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi

Gęstość mocy: aż 69,2 kW/L

Błyskawiczne ładowanie przy zachowaniu świetnej stabilności cyklicznej

To jedne z najlepszych wyników, jakie kiedykolwiek uzyskano dla materiałów węglowych.

Potencjalne zastosowania nowego sposobu magazynowania energii

Tak wysoka wydajność otwiera drogę do wykorzystania superkondensatorów tam, gdzie szybkie ładowanie i wysoka moc są kluczowe:

  • pojazdy elektryczne i mikromobilność
  • stabilizacja sieci energetycznych
  • urządzenia przemysłowe
  • elektronika użytkowa

Jeśli technologia trafi na rynek, może znacząco skrócić czas ładowania urządzeń oraz zwiększyć żywotność systemów energetycznych.

Źródło: Monash University