Фахівці з Університетського коледжу Лондона розробили дослідний зразок суперконденсатора з високою питомою потужністю та високою щільністю енергії одночасно. Цей важливий технологічний прорив дозволить замінити суперконденсаторами сучасні акумулятори в електромобілях та смартфонах, скоротивши час їх зарядки до декількох хвилин.
У суперконденсаторів використовуються інноваційний багатошаровий графеновий електрод з порами, розмір яких можна змінювати, щоб ефективніше запасати енергію. Це дозволяє максимально збільшити щільність енергії до рекордного показника 88,1 Вт·год/л (Ват-година на літр) - найвищий результат для вуглецевих суперконденсаторів.
Більш того, пристрій, створене з кількох шарів графену, може згинатися під кутом 180 градусів, не втрачаючи своєї продуктивності, та не вимагає рідкого електроліту, що зводить до мінімуму ризик вибуху. Навіть складений удвічі, цей матеріал працює майже так само добре, як в плоскому вигляді, і після 5000 циклів зберігає 97,8% місткості. Ці якості ідеально підходять для нових складних телефонів або переносної електроніки.
«Ми розробили матеріали, які надали нашому суперконденсатору високу питому потужність - це визначає, наскільки швидко він може заряджатися або розряджатися. І високу щільність енергії - це буде визначати, як довго він зможе працювати. Як правило, можна домогтися тільки чогось одного, але наш суперконденсатор забезпечує обидві ці характеристики - а це великий прорив», стверджує співавтор розробки доктор Чжуаннань Лі.
Існуючі рішення суперконденсаторів зі швидкою зарядкою мають відносно низьку щільність енергії - 5-8 Вт·год/л, а традиційні повільно заряджаються. Але тривалий час працюють свинцево-кислотні батареї, які використовуються в електромобілях, зазвичай мають 50-90 Вт·год/л.
Тобто за цим показником прототип нового суперконденсатора можна порівняти з верхньою межею ефективності новітніх свинцевих батарей, але при цьому його питома потужність на два порядки вище і досягає 10 000 ватів на літр.
«Зберігання величезної кількості енергії в компактній системі - важливий крок до вдосконаленої технології накопичення енергії. Уявіть собі, якщо вам знадобиться всього десять хвилин на те, щоб повністю зарядити електромобіль або пару хвилин на телефон, і цієї енергії вистачить на весь день», - розповів професор Іван Паркін, керівник дослідницької групи.
За матеріалами: ScienceDaily
