A grafén szuperkondenzátorok 20-szor nagyobb teljesítményűek, DVD-íróval elkészíthetők

Kondenzátorok (nem grafén)

Nemzetközi kutatók egy csoportja grafén szuperkondenzátorokat hozott létre egy LightScribe DVD-író segítségével. Ezek a kondenzátorok egyaránt nagyon rugalmasak (az alábbi képen látható), és energia- és teljesítménysűrűségük jóval meghaladja a meglévő elektrokémiai kondenzátorokat, esetleg elérhető a hagyományos lítium-ionos és nikkel-fém-hidrid akkumulátoroknál.



A csapat, amelyet Richard Kaner, az UCLA vezetett, azzal kezdte, hogy a grafit-oxidot - egy olcsó és nagyon könnyen előállítható anyagot - filmekkel kente be üres DVD-kre. Ezeket a lemezeket ezután egy LightScribe meghajtóba helyezik (fogyasztó-orientált felszerelés, amely kevesebb mint 50 dollárba kerül), ahol egy 780 nm-es infravörös lézer tiszta grafénné redukálja a grafit-oxidot. A lézerrel írt grafént (LSG) lehúzzák és rugalmas szubsztrátumra helyezik, majd szeletekre vágják, hogy elektródokká váljanak. Két elektróda van elhelyezve egy elektrolit réteggel együtt a közepén - és voila, nagy sűrűségű elektrokémiai kondenzátor, ill. szuperkondenzátor mivel közismertebbek.



A grafén (LSG) kondenzátorok energia / teljesítménysűrűsége
Most, az új gyártási folyamaton túl - a tudósok biztosak abban, hogy kereskedelmi célokra is méretezhető, egyébként - az LSG kondenzátoroknál az a lényeg, hogy nagyon kívánatos energia- és teljesítményjellemzők legyenek. Teljesítményileg az LSG szuperkondenzátorok 20 watt / cm sebességgel képesek lemerülni3, néhány 20-szor magasabb mint a szokásos aktív szén kondenzátorok, és három nagyságrenddel magasabb, mint a lítium-ion akkumulátorok. Energiailag 1,36 milliwattóra / cm-ről beszélünk3, körülbelül kétszer akkora, mint az aktív szén sűrűsége, és összehasonlítható egy nagy teljesítményű lítium-ion akkumulátorral.



Rugalmas grafén kondenzátorEzek a jellemzők abból a tényből fakadnak, hogy a grafén a leginkább vezető anyag, amelyet az ember ismer - a tudósok által előállított LSG 1738 siemen / méter vezetőképességet mutatott (igen, ez egy valós egység), szemben az aktív szén esetében csak 100 siemen. A kondenzátorok teljesítménye szinte teljes mértékben az elektródák felületétől függ, ezért nagy segítséget nyújt, hogy egy gramm LSG felülete 1520 négyzetméter (egy hektár hektár). Mint korábban említettük, az LSG kondenzátorok is nagyon rugalmasak, nincs hatással a teljesítményére (a képen jobbra).

Ezek a grafén szuperkondenzátorok valóban megváltoztathatják a technológiai tájat. Míg a számítási teljesítmény 18 havonta nagyjából megduplázódik, az akkumulátortechnika szinte leáll. A szuperkondenzátorokat, amelyek gyakorlatilag nulla lebomlást szenvednek el több mint 10 000 ciklus alatt, az alacsony energiafelhasználású készülékek, például az okostelefonok lehetséges pótlásaként emlegették. Hatalmas teljesítménysűrűségükkel a szuperkondenzátorok forradalmasíthatják az elektromos járműveket is, ahol a hatalmas lítium-ion akkumulátorok valóban küzdenek azért, hogy egyensúlyt teremtsenek a futásteljesítmény, a gyorsulás és a hosszú élettartam között. Érdemes azonban megjegyezni azt is, hogy maguk a lítium-ion akkumulátorok is megvoltak a grafén hozzáadásának köszönhetően a kapacitás tízszeresére nőtt . Akárhogy is, akkor úgy tűnik, hogy a grafén fontos szerepet játszik az elektronika jövőjében.



További információ itt: Tudomány (fizetős)



( Kép hitel )