Пробив в графеновата технология: суперкондензаторите се изравниха с акумулаторите

Инженерите са постигнали значителен пробив в технологиите за съхранение на енергия, които комбинират бързо зареждане с висока мощност. Това проправя пътя за системите от следващо поколение в електрическите превозни средства, мрежовото съхранение и ежедневната електроника. 

Според проучване, публикувано в списание Nature Communications, учените са разработили нов въглероден материал, който позволява на суперкондензаторите да съхраняват енергия на същото ниво като традиционните оловно-киселинни батерии, но да я освобождават много по-бързо. 

Суперкондензаторите са развиващ се клас устройства, които съхраняват заряда електростатично, а не чрез химични реакции като батериите. Дълго време проблемът беше, че само малка част от наличната въглеродна повърхност се използваше за съхранение на енергия. 

„Нашият екип показа колко повече от тази област може да бъде отключена, просто като се промени начинът, по който термично се обработва материалът“ — каза професор Майнак Маджумдер, директор на изследователския център ARC AM2D в университета Монаш. 

Пробивът включва нова архитектура за материал, наречен многослоен редуциран графенов оксид (M-rGO), създаден от естествен графит. С помощта на процес за бърза термична обработка, екипът е формирал силно извита графенова структура с контролирани канали, които позволяват на йоните да се движат с изключителна скорост и ефективност. Д-р Петър Йованович, съавтор на изследването, обясни, че суперкондензаторите, базирани на този материал, в тестови клетъчни стекове демонстрират:

• Обемна плътност на енергията до 99,5 Wh/l 
• Плътност на мощността до 69,2 kW/l 
• Възможност за бързо зареждане с отлична циклична стабилност.

„Тези показатели за производителност са сред най-добрите, регистрирани някога за въглеродни суперкондензатори. Най-важното е, че процесът е мащабируем и съвместим с австралийските суровини“ — отбеляза д-р Йованович. 

Д-р Филип Айчисън, главен технологичен директор на Ionic Industries — стартъп компания, основана в университета Монаш, обяви, че работата по комерсиализацията на технологията вече е в ход. Компанията произвежда графенови материали в търговски количества и си сътрудничи с партньори, за да внедри този пробив в приложенията, където са от съществено значение както високата енергийна плътност, така и бързото доставяне на енергия.