Superkonkista entistä superimpeja

University of Central Floridan (UCF) tutkijat ovat kehittäneet uuden prosessin luoda joustavia superkondensaattoreita, jotka voivat varastoida aiempia enemmän energiaa ja se voidaan ladata 30000 kertaa heikentämättä.

UCF:n tutkijat ovat soveltaneet superkonkkiinsa kaksiulotteisia materiaaleja uudella tavalla. Heidän rakenteensa koostuu miljoonista yksiulotteisista nanolangoista, jotka on päällystetty kaksiulotteisilla materiaaleilla.

Johtava ydinlanka mahdollistaa nopean elektronien siirron nopealle lataukselle ja purulle. Ja tasaisesti kaksiulotteisilla materiaaleilla päällystetyt kuoret tuottavat selkeän rajapinnan ja siten paljon energia- ja tehotiheyttä.

Myös muun muassa MIT:n tutkijat ovat kehittäneet superkondensaattorin, jossa ei käytetä tavanomaista hiiltä ollenkaan ja joiden arvioidaan voivan tuottaa enemmän tehoa kuin nykyiset rakenteet.

MIT:n kemian dosentti Mircea Dincă ja hänen ryhmänsä ovat tutkineet metalliorgaanisia kehyksiä tai MOF:eja, jotka ovat erittäin huokoisia rakenteita. Näillä materiaaleilla on poikkeuksellisen suuri pinta-ala niiden kokoonsa nähden. Se on paljon suurempi kuin hiilimateriaaleilla.

Mutta MOF:it eivät ole kovin hyvin sähköä johtavia. Eikä sellainen ole helposti saavutettavissa mutta materiaali johtaa ioneja (atomeja tai molekyylejä, jotka kantavat netto sähkövarausta) hyvin.

Eräs tämän materiaalin etu on, että se voidaan tehdä paljon vähemmän ankarissa olosuhteissa kuin hiilimateriaalit, jotka vaativat erittäin korkeita lämpötiloja ja vahvaa reagenssikemikaalien esikäsittelyä.

Uudet kondensaattorirakenteet, jopa ilman niiden ominaisuuksien optimointia, ylittävät jo nykyisten hiilipohjaisien versioiden keskeiset parametrit. Testit osoittivat, että ne menettivät vähemmän kuin 10 prosenttia suorituskyvystään 10 000 syklin jälkeen, mikä on verrattavissa nykyisiin kaupallisiin superkonkkiin.

Mutta se todennäköisesti vasta alkua, toteaa Dincă. MOFis ovat suuri luokka materiaaleja, joiden ominaisuudet voidaan virittää suurelta osin vaihtelemalla niiden kemiallista rakennetta.

Aiheesta aiemmin:

Mikrosiruun sopivan superkondensaattori