Графенът подобрява суперкондензаторите, което може да доведе до замяната на акумулаторите

Австралийски изследователи от университета Монаш предложиха нов материал за суперкондензаторите, който ще им позволи да съхраняват толкова енергия, колкото традиционните оловно-киселинни батерии.

Суперкондензаторите са ново поколение устройства за съхранение на енергия, които използват електростатиката за съхранение на заряда, а не химични реакции като батериите. Ключова пречка за тяхното комерсиализиране е малката повърхност на въглеродния материал, достъпна за съхранение на електрически заряд.

„Нашият екип показа как значително да увеличим повърхността, просто като променим начина, по който материалът се обработва термично. Това откритие би ни позволило да създадем бързозареждащи се суперкондензатори, които ще съхраняват достатъчно енергия, за да заменят батериите в много устройства и да я освобождават много по-бързо“ — отбелязва професор Майнак Маджумдер, директор на Изследователския център ARC за усъвършенствано производство с помощта на 2D материали (AM2D) в катедрата по машинно и аерокосмическо инженерство в университета Монаш. 

Изследователите са създали така наречения многомащабен редуциран графенов оксид (M-rGO), който се синтезира от естествен графит. Използвайки метода на термично отгряване, изследователите са създали силно извита графенова структура с прецизни траектории за бърз и ефефективен пренос на йони.

Те са получили материал с висока енергийна плътност и голяма отделяна мощност, което рядко се постига едновременно в един материал. Както отбелязва съавторът на изследването, д-р Петър Йованович, научен сътрудник в центъра ARC AM2D, когато са сглобени в устройства с клетки-пакети, новите суперкондензатори осигуряват:

• Обемна енергийна плътност до 99,5 Wh/l (в йонни течни електролити);
• Специфична мощност до 69,2 kW/l;
• Възможност за бързо зареждане с безупречна стабилност на цикъла.

„Тези показатели за производителност са сред най-добрите, регистрирани някога за суперкондензатори на базата на въглерод, и най-важното е, че процесът е мащабируем и съвместим с австралийските суровини“ — отбелязва Йованович.

Д-р Филип Айчисън, главен технически директор на отдела Ionic Industries към университета Монаш и съавтор на изследването, потвърди, че технологията скоро ще бъде комерсиализирана. 

„Компанията Ionic Industries беше основана, за да комерсиализира подобни иновации и сега произвеждаме тези графенови материали в търговски количества. Работим с партньори в областта на съхранението на енергия, за да внедрим това иновативно решение във водещи на пазара приложения, където както високата мощност, така и нейното бързо подаване са от съществено значение“ — подчертава Филип Айчисън. 

Резултатите от изследването са представени в списание Nature.

Припомнете си, че учени от САЩ използват графен за създаване на пластмасов суперкондензатор с рекорден капацитет. Проблемът с ограниченото пространство на повърхностната площ на електрода тук е решен чрез oтглeждaне на пoлимepни влaĸнa РЕDОТ във вид на тpeвна мopaвa, изпoлзвaйки гpaфeн в качеството на cyбcтpaт и чрез yтaявaне на пoлимepa в пapнa фaза зa пoлyчaването на дълги влaĸнa.