Supercapacitor có thể thu gọn
Nếu pin dự trữ năng lượng cho vận động viên chạy marathon trên thế giới, nên siêu tụ điện có thể được so sánh với một vận động viên chạy nước rút: siêu tụ điện phù hợp hơn cho các ứng dụng năng lượng lưu trữ ngắn hạn, nhưng pin dài hạn là lựa chọn tốt hơn. Giờ đây, các kỹ sư từ Georgia tech và trường đại học Hàn Quốc đã phát triển một loại pin mới siêu tụ điện được thiết kế để cho phép nó lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong thời gian dài hơn. Siêu tụ điện được làm bằng giấy kim loại.
Pin có mật độ năng lượng cao nhưng mật độ năng lượng thấp, điều đó có nghĩa là chúng có thể lưu trữ năng lượng trong thời gian dài. Các siêu tụ điện có vấn đề ngược lại: họ có thể cung cấp ngay năng lượng siêu dòng, nhưng với mật độ năng lượng thấp. Các nhà nghiên cứu muốn phát triển một siêu tụ điện cân bằng giữa mật độ năng lượng và mật độ năng lượng.
Để kết thúc này, nhóm đã phát triển một quy trình tương đối đơn giản để chế tạo những thiết bị như vậy. Đầu tiên, nhúng một mảnh giấy vào dung dịch nước chứa chất hoạt động bề mặt amin rồi nhúng nó vào dung dịch chứa đầy hạt nano vàng. Chất hoạt động bề mặt giúp vàng thấm vào giấy và bám vào giấy.
Kế tiếp, các nhà khoa học sử dụng phương pháp tương tự để thêm các lớp oxit kim loại, bao gồm cả oxit mangan. Cuối cùng, lớp dẫn điện vàng và lớp oxit kim loại để lưu trữ nó, làm cho chất siêu dẫn không chỉ có mật độ năng lượng và mật độ năng lượng cao, mà còn trong trường hợp không mất đi năng lượng gấp và cắt này.
“Về cơ bản đó là một quá trình rất đơn giản,” Lee Seung Woo nói, đồng tác giả của nghiên cứu. Chúng tôi thực hiện quy trình từng bước trong cốc xen kẽ trên sợi xenlulo để cung cấp lớp phủ phù hợp tốt, chúng ta có thể gấp giấy kim loại, và có thể uốn cong mà không làm hỏng tính dẫn điện, chúng ta phải kiểm soát các lớp phủ ở cấp độ nano để áp dụng cho giấy, nếu tăng các lớp, hiệu suất sẽ tiếp tục phát triển, những điều này dựa trên giấy thường.”
Mật độ năng lượng của siêu tụ điện giấy kim loại là 15.1 mW/cm
2. Mật độ năng lượng là 267.3 uW/cm
2, các nhà nghiên cứu cho biết đây là siêu tụ điện dệt có hiệu suất cao nhất.”Có, chúng tôi có thể sản xuất kích thước của mẫu nên không có hạn chế nào,” Lee anh ấy nói, “chúng ta chỉ cần thiết lập độ dày tốt nhất, để cung cấp tính dẫn điện tốt, giảm thiểu việc sử dụng các hạt nano cùng một lúc, để tối ưu hóa sự cân bằng giữa chi phí và hiệu suất.
Kế tiếp, nhóm dự định thử sử dụng vải làm vật liệu cơ bản và cuối cùng sử dụng quy trình tương tự để phát triển pin.
“Thiết bị lưu trữ năng lượng linh hoạt này có thể mang lại cơ hội duy nhất cho kết nối giữa thiết bị đeo và Internet,” Lee cho biết. Chúng tôi có thể hỗ trợ nghiên cứu và phát triển tiên tiến nhất các sản phẩm điện tử cầm tay, chúng ta có thể có cơ hội với loại siêu tụ điện này và cảm biến y sinh, điện tử tiêu dùng và sản phẩm điện tử quân sự, và các ứng dụng tương tự thiết bị thu thập năng lượng điện kết hợp.”
