Denne lille, fleksibel supercapacitor kan opkræve i sekunder.
Billede: University of Central Florida
Forskere har udviklet en metode til at skabe små, fleksible supercapacitors, der kan betyde lynhurtig opladning gange og mere pålidelige batterier.
Mens lithium-ion-batterier kan pause efter omkring 1.500 afgifter, denne supercapacitor kan genoplades 30.000 gange før nedværdigende, ifølge forskere ved University of Central Florida. Bedre endnu, supercapacitor kan opkræve i et blink med øjet, og ville ikke have topping op til en uge.
Supercapacitors bruge statisk elektricitet til at lagre energi, som i modsætning til batterier, som bruger en elektrokemisk reaktion.
“Hvis de var at udskifte batterierne med disse supercapacitors, du kan oplade din mobiltelefon i et par sekunder, og du ville ikke nødt til at oplade det igen i over en uge,” sagde Nitin Choudhary, en postdoc lektor og en af de vigtigste forfattere i et nyt papir, der beskriver den proces.
Den supercapacitors, de har oprettet, er også fleksible, hvilket kan bidrage til at løse en af de vigtigste faldgruber af enheder, såsom Apple-Ur.
Historisk set, en af de vigtigste ulemper ved supercapacitors er, at de har langt mindre energi end en tilsvarende størrelse lithium-ion-batteri. Så forskerne har været at undersøge anvendelsen af nanomaterialer, som graphene, for at forbedre kapaciteten.
Som bemærket af Engadget, supercapacitors lagre elektricitet statisk på overfladen af et materiale, og kræver to-dimensionelle materiale ark med tilstrækkeligt areal til at holde masser af elektroner.
Yeonwoong “Eric” Jung, en assisterende professor på UCF og nano-materialer forsker, sagde chefen problem med de eksisterende metoder har været at integrere disse to-dimensionelle materialer i eksisterende systemer.
“Det er blevet en flaskehals i området. Vi har udviklet en simpel kemisk syntese tilgang, så vi kan meget pænt integrere de eksisterende materialer med den to-dimensionelle materialer,” Jung sagde.
Deres supercapacitors er fyldt med millioner af nanometer tykke ledninger pakket ind i to-dimensionelle materialer.
“En stærkt ledende kerne letter hurtig elektron overførsel til hurtig opladning og afladning. Og ensartet belagt skaller af to-dimensionelle materialer udbytte høje energi-og effekttæthed,” university forklarer.
Jung er i færd med at patentere metoden. Men han advarede om, at det kunne være noget tid, før denne teknologi er set i elektroniske gadgets og køretøjer.
“Det er ikke klar til kommercialisering,” Jung sagde. “Men dette er en proof-of-concept demonstration, og vores undersøgelser viser, at der er meget store konsekvenser for mange teknologier.”
Det er uklart, om supercapacitors ville være egnet til at udskifte lithium-ion-direkte eller supplerer dem, da de er ideelle for at levere energi, når køretøjer eller udstyr, skal pludselig udbrud af kraft og hastighed.
Men Choudhary sagde, at teknologien er allerede udkonkurreret lithium-ion om nogle foranstaltninger i små elektroniske enheder.
“For små elektroniske apparater, vores materialer, der er overgået den konventionelle verden over i form af energi-tæthed, effekttæthed og cykliske stabilitet,” sagde han.