Uusi sähköenergian varastoinnin materiaali

Northwestern Universityn kemisti William Dichtel ja hänen tutkimusryhmänsä kehittämä uusi tehokas materiaali saattaa jonain päivänä nopeuttaa sähköautojen lataustapahtumaa ja auttaa lisäämään niiden ajomatkaa.

Sähköautot tukeutuvat monimutkaisiin akkujen ja superkonkkien vuorovaikutuksiin, joiden avulla toimitetaan energiaa sinne missä sitä milloinkin tarvitaan.

"Meidän materiaalissa yhdistyvät molempien maailmojen parhaat puolet - kyky tallentaa suuria määriä sähköenergiaa tai varausta, kuten akku ja kyky ladata ja purkaa nopeasti, kuten superkondensaattori", toteaa Dichtel,

Kovanlenttiset orgaaniset kehysrakenteet (COF) ovat herättäneet paljon kiinnostusta mutta niillä on ollut yleensä huono johtavuus. Tähän ongelmaan Dichtel ryhmineen paneutuu, jotta COF-rakenteita voisi hyödyntää käytännöllisellä tavalla.

Dichtel ja hänen tutkimusryhmänsä ovat yhdistäneet energian varastointiin soveltuvan polymeerin, jolla on yltäkylläisesti pieniä huokosia, hyvin johtavan materiaaliin kanssa luoden ensimmäisen modifioidun redox-aktiivisen COF:in.

Uusi nanomateriaali toimii sekä akkuna että superkondensaattorina: Johtava polymeeri (kuvassa vihreä) kuusikulmaisen kehysaukon (punainen ja sininen) sisällä varastoi kehysrakenteen kanssa sähköenergiaa nopeasti ja tehokkaasti.

Nyt kehitetty modifioitu COF osoitti dramaattista parannusta kyvyssään sekä varastoida energiaa että nopeasti ladata ja purkaa laite. Materiaali voi varastoida noin 10 kertaa enemmän sähköenergiaa kuin modifioimaton COF ja se voi saada sähkövarauksen sisään ja ulos laitteesta 10 - 15 kertaa nopeammin. Sillä on hyvä vakaus ja kapasiteettiä 10000 lataus/purkukertaan, raportoivat tutkijat.