Tradičné batérie síce dominujú dnešnej spotrebnej elektronike vďaka vysokej energetickej hustote, no ich limity sú čoraz zreteľnejšie – pomalé nabíjanie a postupná degradácia po niekoľkých tisícoch cyklov.

Superkondenzátory, ktoré ukladajú energiu na základe separácie elektrického náboja, sa dokážu nabíjať okamžite a vydržia výrazne viac cyklov, no ich najväčšou slabinou bola doteraz nízka energetická hustota. Vedci z Kórejského inštitútu vedy a technológie (KIST) však predstavili nové riešenie, ktoré by mohlo tieto limity prekonať. Na tému upozornil portál InterestingEngineering.

Kľúč k výkonnejším superkondenzátorom

Kľúčom k prekonaniu technických problémov je nový kompozitný materiál, ktorý spája jednostenné uhlíkové nanorúrky (CNT) s vodivým polymérom polyanilín (PANI). Uhlíkové nanorúrky (CNT) zabezpečujú vysokú vodivosť a pevnosť, zatiaľ čo polyanilín (PANI) funguje ako chemicky viazaný zásobník energie, rovnomerne rozptýlený v materiáli.

Pixabay

„Táto technológia prekonáva nedostatky superkondenzátorov použitím jedno-stenných uhlíkových nanorúrok a vodivých polymérov,“ uvádzajú vedci z KIST.

Tento dizajn zlepšuje nielen kapacitu uchovávania energie, ale aj výkonovú hustotu zariadenia – teda schopnosť dodať veľké množstvo energie v krátkom čase.

„Budeme pokračovať vo vývoji a industrializácii ultra-výkonných uhlíkových vlákien na báze uhlíkových nanorúrok,“ dodáva Bon-Cheol Ku z KIST.

Využitie v nositeľnej elektronike a elektromobiloch na obzore

Štruktúra superkondenzátorov pozostáva z dvoch vodivých dosiek oddelených elektrolytom. Po pripojení ku zdroju napätia sa ióny v elektrolyte okamžite oddelia – kladné ióny smerujú na jednu dosku, záporné na druhú. Energia sa následne ukladá vo forme elektrického poľa.

Bez chemických reakcií je zariadenie odolné voči opotrebovaniu, no práve nízka energetická hustota bola doteraz prekážkou pri nasadení v náročnejších oblastiach ako sú elektromobily či nositeľná technológia. Inovácia KIST otvára nové možnosti – rýchle nabíjanie, vysokú výdrž a dlhú životnosť, ktoré môžu zásadne ovplyvniť dizajn budúcich zariadení.

Čítajte viac z kategórie: Novinky