Într-un articol publicat recent în revista Nature Communications, cercetătorii au prezentat un nou tip de material cu grafen (un material pe bază de carbon) ce permite supercondesatoarelor să stocheze o cantitate de energie comparabilă cu bateriile pe bază de plumb, însă furnizând această energie mult mai rapid decât bateriile tradiționale.
Supercondensatoarele sunt o formă emergentă de stocare a energiei care stochează sarcinile electrice electrostatic, nu sub forma unor reacții chimice, așa cum este cazul bateriilor. În trecut, eficiența lor era limitată, deoarece doar o mică parte a materialului de carbon – factorul-cheie pentru stocarea energiei – era disponibilă pentru utilizare.
Echipa de cercetători condusă de prof. Mainak Majumder, directorul AM2D (ARC Research Hub for Advanced Manufacturing with 2D Materials, de la Universitatea Monash din Australia) a descoperit o modalitate de a mări această suprafață doar prin schimbarea modului de tratare la încălzire a materialului. Această descoperire ar putea deschide calea spre fabricarea unor supercondensatoare cu încărcare rapidă, care să stocheze suficientă energie pentru a putea înlocui bateriile în numeroase aplicații practice și care să elibereze această energie mult mai rapid.
Secretul constă în noul material dezvoltat de echipă, denumit M-rGO (multiscale reduced graphene oxide), care este sintetizat din grafit natural – o resursă abundentă pe continentul australian.
Folosind un proces rapid de recoacere termică, cercetătorii au creat o structură de grafen extrem de curbată, cu căi precise pentru ca ionii să se miște rapid și eficient. Rezultatul este un material care oferă atât densitate energetică ridicată, cât și densitate de putere ridicată – o combinație rareori obținută într-un singur dispozitiv.
Atunci când au fost asamblate în dispozitive cu celule tip „săculeț”, supercondesatoarele au furnizat densități energetice volumetrice de până la 99,5 Wh/L (folosind electroliți ionici lichizi), densități de putere de până la 69,2 kW/L și încărcare rapidă cu o stabilitate excelentă a ciclului. Aceste performanțe se numără printre cele mai bune raportate vreodată pentru supercondensatoarele cu carbon.
Ionic Industries, o companie derivată din cadrul Universității Minash, produce acum cantități comerciale din acest nou material pe bază de grafen. Cercetătorii colaborează cu parteneri din industria de stocare a energiei pentru a aduce această inovație în aplicațiile orientate spre piață – unde atât energia ridicată, cât și furnizarea rapidă de energie sunt esențiale.
Sursa: SciTechDaily