Новая технология скоро заменит обычные батареи повсюду: как работает и где будут применять
Ученые из Австралии представила новый материал для создания эффективных суперконденсаторов — новых устройств, способных превзойти и заменить традиционные батареи.
Новая технология позволяет суперконденсаторам накапливать столько же энергии, сколько традиционные свинцово-кислотные батареи, и при этом обеспечивать гораздо более быструю подачу энергии. Подробности сообщает сайт Университета Монаша.
Суперконденсаторы — это новый класс устройств хранения энергии, которые накапливают заряд электростатически, а не посредством химических реакций, как аккумуляторы. До сих пор их не могли применять, ведь для использования была доступна лишь небольшая часть поверхности углеродного материала, необходимого для хранения энергии.
Австралийская команда нашла способ увеличить площадь рабочей поверхности, изменив способ термообработки материала. По словам профессора Майнака Маджумдера, открітие позволит создавать быстрозаряжаемые суперконденсаторы, способные накапливать достаточно энергии, чтобы заменить аккумуляторы во многих областях применения, обеспечив при этом гораздо более быструю передачу энергии.
Секрет кроется в новой материальной архитектуре, которая называется многомасштабным восстановленным оксидом графена (M-rGO). Ее получают из природного графита который часто встречается в природе.
Используя процесс быстрого термического отжига, исследователи создали сильно изогнутую графеновую структуру, быстрого и эффективно проводящую ионы. В результате получился материал, обладающий как высокой плотностью энергии, так и высокой плотностью мощности — сочетание, редко достигаемое в одном устройстве.
Характеристики суперконденсатора:
- объемная плотность энергии до 99,5 Вт·ч/л (в ионно-жидкостных электролитах);
- рлотность мощности достигает 69,2 кВт/л;
- возможность быстрой зарядки с превосходной стабильностью циклов.
"Эти показатели эффективности являются одними из лучших, когда-либо зарегистрированных для суперконденсаторов на основе углерода, и, что особенно важно, процесс масштабируем и совместим с австралийским сырьем", — сказал Доктор Петар Йованович, один из авторов исследования.
Технический директор компании Ionic Industries, созданной на базе Университета Монаша, доктор Филипп Эйтчисон заявил, что технология уже готовится к выпуску на коммерческий рынок. Предприятие сейчас производит необходимые материалы в коммерческих масштабах и ведет переговоры с производителями, чтобы внедрить технологию в реальные системы хранения энергии.
Как пишет издание Energy Storage News, широко распространенные литий-ионные батареи могут удерживать энергию максимум около четырех часов. Это создает критическую проблему для долговременного хранения энергии.
Многие компании ищут альтернативные технологии и химические составы, способные долговременно хранить энергию. Это очень важно для солнечных электростанций и других альтернативных источников, поскольку им необходимо балансировать спрос и избыток энергии в течение недель, месяцев и сезонов, а не часов.
Ранее в США уже создали солнечный элемент, совместимый с суперконденсатором. Технологию можно использовать в автономных датчиках и приложениях Интернета вещей.