Czas na tanie ultrakondensatory?

[KopalniaWiedzy.pl 322]

Superkondensatory zwane też ultrakondensatorami, to bardzo obiecujące urządzenia, których olbrzymimi zaletami jest wyjątkowo krótki czas ładowania i rozładowywania oraz niezwykle długa żywotność urządzenia. Problem jednak w tym, że w są w stanie przechowywać jedynie niewielką część energii, jaką możemy przechować w bateriach litowo-jonowych. Jeśli zastąpilibyśmy superkondensatorem baterię w telefonie komórkowym, nigdy nie musielibyśmy go wymieniać i moglibyśmy naładować go w kilka sekund, ale wystarczyłby nam jedynie na pół godziny pracy - mówi Joel Schindall z MIT-u.

 

Bardzo istotne jest zatem zwiększenie pojemności superkondensatorów, co można uzyskać poprzez zwiększenie powierzchni elektrod.

 

Amerykański Instytut Fizyki (American Institute of Physics) poinformował właśnie o pracach profesora Michaela Keidara i doktoranta Jiana Li z George Washington University. Stworzyli hybrydowy superkondensator wykorzystujący kawałki grafenu oraz węglowe nanorurki.

 

Wielką zaletą takiej struktury jest fakt, że dzięki grafenowi uzyskujemy dobre przewodnictwo i duża powierzchnię. Natomiast rolą nanorurek o pojedynczej ścianie jest połączenie całej struktury w jedną sieć i zwiększenie wydajności superkondensatora - stwierdzili naukowcy.

 

Już wcześniej prowadzono badania, podczas których wykorzystywano grafen i nanorurki, jednak nikt nie łączył obu materiałów. Keidara i Li są prawdopodobnie pierwszymi, którzy stworzyli taki niedrogi w produkcji superkondensator.

 

Do stworzenia hybrydowego materiału doszło przypadkiem, gdy uczeni odkryli, że powstaje on gdy grafit uzupełniony metalicznym proszkiem pełniącym rolę katalizatora zostanie poddany działaniu łuku elektrycznego. Później wystarczyło równomiernie wymieszać taki materiał, uzyskując rodzaj atramentu, i nałożyć go na papier – materiał często używany w kondensatorach – a następnie zwinąć.

 

Pomiary pojemności nowego kondensatora wykazały, że jest on trzykrotnie bardziej pojemny od kondensatora z samych nanorurek. Co prawda pojemność 100 F/g uzyskiwano już wcześniej, jednak Keidara i Li mówią, że ich materiał jest znacznie łatwiejszy w produkcji od konkurencyjnych rozwiązań, co pozwoli na wytwarzanie tanich superkondensatorów.

[Astroboy 34]

Problem jednak w tym, że w są w stanie przechowywać jedynie niewielką część energii, jaką możemy przechować w bateriach litowo-jonowych.

 

Trochę mylące. Superkondensatory mogą przechowywać naprawdę wiele (przy wielu innych zaletach):

http://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor

choć tę samą energię uzyskamy z trochę większej masy (ale wiele już nie brakuje):

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Supercapacitors-vs-batteries-chart.png

oraz obrazek który uświadamia skalę czasu ładowania/rozładowania:

http://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:Supercapacitors_chart.svg

 

Superkondensatory od dawna są nie tylko obiecujące, ale często stosowane.