Technologia
Naukowcy dokonali dużego przełomu w zakresie gęstości energii superkondensatora

Czyżby badacze właśnie postawili kolejny ważny krok na drodze do uwolnienia nas od wszystkich bolączek samochodów elektrycznych? Na to wygląda, chociaż przed nimi jeszcze wiele pracy, zanim można będzie odtrąbić sukces.

Superkondensator to rodzaj kondensatora elektrolitycznego o specyficznej konstrukcji, który wykazuje niezwykle dużą pojemność elektryczną, a jego największą zaletą jest bardzo krótki czas ładowania i rozładowania w porównaniu z innymi urządzeniami do przechowywania energii, co pozwala to na uzyskanie mocy zasilania dochodzącej do 10 kW na kilogram masy kondensatora. Tyle że jest tu pewien haczyk, a mianowicie… superkondensatory nie są w stanie przechowywać zbyt wiele energii, dlatego też nie są stosowane jeszcze w samochodach elektrycznych, dla których są wręcz stworzone.

A przynajmniej nie były, bo teraz zespół złożony z chińskich (Chinese Academy of Sciences) i brytyjskich (University College London) naukowców poinformował, że znalazł sposób na przechowywanie w nich 10 razy więcej energii niż dotychczas. Opublikowali oni badania, w których prezentują nowy design superkondensatora z wykorzystaniem filmu laminatu grafenowego i koncentrującego się na wolnych przestrzeniach między warstwami, który pozwala na radykalne zwiększenie gęstości energii. Ich zdaniem, kiedy komercyjne technologie szybkiego ładowania oferują ok. 5-8 kilowatogodzin na litr, ich metoda osiąga 88.1 Wh/l. 

Plasuje to ten superkondensator w czołówce typowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych, ale podczas gdy te ładują się bardzo wolno i oferują relatywnie niewielką gęstość mocy, superkondensatory ładują się bardzo szybko i zapewniają gęstość mocy na poziomie 10 kilowatów na litr. Co więcej, cykl ich życia jest dużo dłuższy, bo po 5 tysiącach cykli ładowania i rozładowywania wciąż oferują 97,8% swojej pojemności, a do tego są niezwykle elastyczne i pracują niemal tak samo wydajnie, kiedy leżą płasko i są wygięte pod kątem 180 stopni.

Jakieś „ale”? Niestety tak, bo jak na razie to tylko dowód koncepcji, a co więcej wciąż mówimy o mniejszym zagęszczeniu niż w topowym elektrycznych bateriach litowych - z takimi wynikami musielibyśmy zamontować w Tesli 10 superkondensatorów, żeby osiągnąć te same rezultaty, jakie gwarantuje jej obecny akumulator. Do tego raczej nie dojdzie, prędzej zobaczymy swoistą hybrydą baterii litowych z superkondensatorami, który mógłby połączyć zalety obu rozwiązań, szczególnie że naukowcy sięgnęli po grafen, który jak wiemy miał zrewolucjonizować wiele branż, ale ze względu na wysoką cenę nikt nie produkuje go do masowych zastosowań.

Tak czy inaczej, badacze są dobrej myśli, podkreślając ogromne znaczenie swoje osiągnięcia: - Skuteczne i bezpieczne przechowywanie ogromnej ilości energii w kompaktowym systemie jest z pewnością znaczącym krokiem w stronę poprawionego przechowywania energii. Pokazaliśmy, że ładuje się szybko, jest wytrzymały i elastyczny, co czyni go idealnym kandydatem do zastosowania w małej elektronice i pojazdach elektrycznych. Pomyślcie tylko, że wystarczy 10 minut, żeby w pełni naładować swój samochód elektryczny i dużo mniej, żeby naładować smartfon. 

Źródło: GeekWeek.pl/University College