Składane superkondensatory
Jeśli bateria jest zmagazynowana w maratończykach na świecie, maratończycy mają energię, więc superkondensator można porównać do sprintera: superkondensator jest bardziej odpowiedni do krótkotrwałych zastosowań związanych z magazynowaniem energii, ale lepszym wyborem jest akumulator długoterminowy. Teraz inżynierowie z Gruzji i uniwersytetu Korei Południowej opracowali nowy superkondensator zaprojektowany tak, aby umożliwić magazynowanie większej ilości energii przez dłuższy czas. Superkondensator wykonany jest z metalizowanego papieru.
Baterie charakteryzują się dużą gęstością energii, ale niską gęstością mocy, co oznacza, że mogą magazynować energię przez długi czas. Superkondensatory mają odwrotny problem: mogą natychmiast zapewnić moc nadprądową, ale o niskiej gęstości energii. Naukowcy chcą opracować superkondensator, który równoważy gęstość energii i gęstość mocy.
W tym celu, zespół opracował stosunkowo prosty proces wytwarzania takich urządzeń. Po pierwsze, zanurz kawałek papieru w wodnym roztworze zawierającym aminowy środek powierzchniowo czynny, a następnie zanurz go w roztworze wypełnionym nanocząsteczkami złota. Środki powierzchniowo czynne pomagają złotemu przedostać się do papieru i przylgnąć do niego.
Następny, naukowcy stosują tę samą metodę do dodawania warstw tlenku metalu, w tym tlenek manganu. Wreszcie, złota warstwa przewodząca i warstwa tlenku metalu do jej przechowywania, sprawia, że nadprzewodnik ma nie tylko dużą gęstość energii i gęstość mocy, ale także w przypadku braku strat tej energii podczas składania i cięcia.
“Zasadniczo jest to bardzo prosty proces,” powiedział Seung Woo Lee, współautor pracy. W procesie krok po kroku naprzemiennej zlewki na włóknie celulozowym zapewniamy dobrą powłokę konforemną, możemy złożyć z papieru metalizowanego, i można je zginać bez szkody dla przewodności elektrycznej, mamy kontrolować powłoki w skali nano nakładane na papier, jeśli zwiększysz warstwy, wydajność będzie nadal rosła, są one oparte na zwykłym papierze.”
Gęstość mocy superkondensatora z papieru metalizowanego wynosi 15.1 mW/cm
2. Gęstość energii wynosi 267.3 uW/cm
2, Naukowcy twierdzą, że jest to superkondensator tekstylny o najwyższej wydajności.”Tak, możemy wyprodukować wielkość próbki, nie powinno być żadnych ograniczeń,” powiedział Lee, “musimy jedynie ustalić najlepszą grubość, aby zapewnić dobrą przewodność elektryczną, jednocześnie minimalizując użycie nanocząstek, w celu optymalizacji kompromisu pomiędzy kosztami i wydajnością.
Następny, zespół planuje spróbować wykorzystać tkaninę jako materiał bazowy, a ostatecznie zastosować ten sam proces do opracowania baterii.
“To elastyczne urządzenie do magazynowania energii może zapewnić wyjątkową możliwość połączenia urządzenia przenośnego z Internetem,” Lee powiedział. Możemy wspierać najbardziej zaawansowane badania i rozwój przenośnych produktów elektronicznych, możemy mieć szansę na tego rodzaju superkondensatory i czujniki biomedyczne, elektronikę użytkową i produkty elektroniki wojskowej, i podobne zastosowania połączone urządzenia do gromadzenia energii elektrycznej.”
