O echipă de cercetători de la Centrul de Cercetare a Materialelor Compozite din Carbon din cadrul Institutului Coreean de Știință și Tehnologie (KIST), împreună cu profesorul Yuanzhe Piao de la Universitatea Națională din Seul (SNU), a dezvoltat un supercondensator de înaltă performanță care ar putea reprezenta viitoarea tehnologie de stocare a energiei.
Descoperirea abordează limitările supercondensatoarelor actuale prin utilizarea unei structuri avansate de fibre realizate din nanotuburi de carbon cu perete simplu (CNT) și a polimerului conductiv polianilină (PANI).
Supercondensatoarele se încarcă mai rapid și oferă o densitate de putere mai mare decât bateriile tradiționale, cu o pierdere minimă de performanță chiar și după zeci de mii de cicluri de încărcare. Cu toate acestea, densitatea lor energetică mai mică limitează durata lor de funcționare, ceea ce le-a făcut mai puțin practice pentru aplicații cu utilizare extinsă, cum ar fi vehiculele electrice și dronele.
Pentru a aborda această provocare, cercetătorii au legat chimic nanotuburi de carbon cu perete simplu (CNT), cunoscute pentru conductivitatea lor ridicată, cu polianilină (PANI), un polimer conductiv ieftin și ușor de procesat. Prin combinarea acestor materiale la scară nanometrică, au creat o structură complexă de fibre care îmbunătățește mișcarea atât a electronilor, cât și a ionilor. Acest lucru are ca rezultat un supercondensator capabil să stocheze mai multă energie și să o elibereze mai rapid.
Noul supercondensator a demonstrat performanțe stabile pe parcursul a peste 100.000 de cicluri de încărcare și descărcare și rămâne eficient chiar și în medii de înaltă tensiune. Datorită durabilității și eficienței sale, tehnologia poate servi fie ca înlocuitor, fie ca îmbunătățire a sistemelor de baterii actuale. În vehiculele electrice, ar putea oferi o putere de încărcare rapidă care crește atât autonomia, cât și performanța.
Dronele și roboții ar putea beneficia, de asemenea, de timpi de funcționare mai lungi și de o fiabilitate îmbunătățită. În plus, fibra compozită CNT-PANI este extrem de flexibilă, permițându-i să fie rulată sau pliată pentru a fi utilizată în electronice de generație următoare, cum ar fi dispozitivele portabile.
O altă realizare majoră este reducerea costurilor de producție și posibilitatea producției în masă. În ciuda proprietăților lor excelente, nanotuburile de carbon cu perete simplu (CNT) au fost dificil de comercializat din cauza costurilor de producție ridicate, dar cercetătorii au rezolvat această problemă prin combinarea lor cu polimerul conductiv polianilină (PANI) cu cost redus.
În plus, au pus bazele producției de masă printr-un proces simplu și, recent, au reușit să dezvolte structuri asemănătoare peliculelor bazate pe această tehnologie, avansând și mai mult comercializarea. În viitor, aceasta va fi utilizată ca o tehnologie cheie pentru tranziția către o societate neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon în diverse industrii, cum ar fi vehiculele electrice, roboții, dronele și dispozitivele portabile.
Sursa: SciTechDaily