Kokoontaitettavat superkondensaattorit
Jos akku on tallennettu energiaa maratonjuoksijat maailmassa, joten superkondensaattoria voidaan verrata pikajuoksijaan: superkondensaattori sopii paremmin lyhytaikaisiin energian varastointisovelluksiin, mutta pitkäkestoinen akku on parempi valinta. Nyt Georgian tekniikan ja Etelä-Korean yliopiston insinöörit ovat kehittäneet uuden superkondensaattori suunniteltu siten, että se pystyy varastoimaan enemmän energiaa pidempään. Superkondensaattori on valmistettu metalloidusta paperista.
Akuilla on korkea energiatiheys, mutta pieni tehotiheys, mikä tarkoittaa, että ne voivat varastoida energiaa pitkiä aikoja.Superkondensaattoreiden ongelma on päinvastainen: ne voivat tarjota välittömästi supervirtatehoa, mutta alhaisella energiatiheydellä.Tutkijat haluavat kehittää superkondensaattorin, joka tasapainottaa energiatiheyttä ja tehotiheyttä.
Tätä varten, tiimi kehitti suhteellisen yksinkertaisen prosessin tällaisten laitteiden valmistamiseksi.Ensin, kasta paperinpala amiinipinta-aktiivista ainetta sisältävään vesiliuokseen ja upota se sitten kulta-nanohiukkasilla täytettyyn liuokseen. Pinta-aktiiviset aineet auttavat kultaa pääsemään paperiin ja tarttumaan siihen.
Seuraava, tutkijat käyttävät samaa menetelmää metallioksidikerrosten lisäämiseen, mukaan lukien mangaanioksidi. Lopuksi, kultaa johtava kerros ja metallioksidikerros sen säilyttämiseksi, tekee suprajohteesta paitsi korkean energiatiheyden ja tehotiheyden, mutta myös siinä tapauksessa, että energiaa ei häviä taitto ja leikkaus.
“Se on pohjimmiltaan hyvin yksinkertainen prosessi,” sanoi Seung Woo Lee, tutkimuksen toinen kirjoittaja. Vuorottelevassa dekantterilasissa vaihe vaiheelta prosessissa selluloosakuidusta saadaan hyvä mukautuva pinnoite, voimme taittaa metalloidun paperin, ja voidaan taivuttaa ilman, että sähkönjohtavuus vahingoittuu, meidän on määrä valvoa paperille levitettäviä nanomittakaavan pinnoitteita, jos lisää kerroksia, suorituskyky jatkaa kasvuaan, nämä perustuvat tavalliselle paperille.”
Metalloidun paperin superkondensaattorin tehotiheys on 15.1 mW/cm
2. Energiatiheys on 267.3 uW/cm
2, tutkijoiden mukaan se on tehokkain tekstiilisuperkondensaattori.”Kyllä, voimme tuottaa näytteen kokoa ei pitäisi olla rajoituksia,” Lee sanoi, “meidän tarvitsee vain määrittää paras paksuus, hyvän sähkönjohtavuuden aikaansaamiseksi, minimoida nanohiukkasten käyttö samanaikaisesti, optimoida kustannusten ja suorituskyvyn välinen kompromissi.
Seuraava, tiimi aikoo yrittää käyttää kangasta perusmateriaalina ja lopulta käyttää samaa prosessia akun kehittämiseen.
“Tämä joustava energian varastointilaite voi tarjota ainutlaatuisen mahdollisuuden puettavan laitteen ja Internetin väliseen yhteyteen,” Lee sanoi. Voimme tukea kannettavien elektronisten tuotteiden edistyneintä tutkimusta ja kehitystä, meillä voi olla mahdollisuus tällaiseen superkondensaattoriin ja biolääketieteellisiin sensoreihin, kulutuselektroniikka ja sotilaselektroniikkatuotteet, ja vastaavat sovellukset yhdistetyt tehoenergian keräyslaitteet.”
