Нова технологія скоро замінить звичайні батареї всюди: як працює і де застосовуватимуть

Нова технологія дає змогу суперконденсаторам накопичувати стільки ж енергії, скільки традиційні свинцево-кислотні батареї, і водночас забезпечувати значно швидшу подачу енергії. Подробиці повідомляє сайт Університету Монаша.

Суперконденсатори — це новий клас пристроїв зберігання енергії, які накопичують заряд електростатично, а не за допомогою хімічних реакцій, як акумулятори. Досі їх не могли застосовувати, адже для використання була доступна лише невелика частина поверхні вуглецевого матеріалу, необхідного для зберігання енергії.

Австралійська команда знайшла спосіб збільшити площу робочої поверхні, змінивши спосіб термообробки матеріалу. За словами професора Майнака Маджумдера, це дасть змогу створювати суперконденсатори зі швидким зарядом, які здатні накопичувати достатньо енергії, щоб замінити акумулятори в багатьох галузях застосування, забезпечивши водночас набагато більш швидке передавання енергії.

Секрет криється в новій матеріальній архітектурі, яка називається багатомасштабним відновленим оксидом графена (M-rGO). Її отримують із природного графіту, який часто зустрічається в природі.

Використовуючи процес швидкого термічного відпалу, дослідники створили сильно вигнуту графенову структуру, яка швидко і ефективно проводить іони. У результаті вийшов матеріал, що має як високу щільність енергії, так і високу щільність потужності — поєднання, що рідко досягається в одному пристрої.

Характеристики суперконденсатора:

• об'ємна щільність енергії до 99,5 Вт-год/л (в іонно-рідинних електролітах);
• рлотность потужності досягає 69,2 кВт/л;
• можливість швидкого заряджання з чудовою стабільністю циклів.

"Ці показники ефективності є одними з найкращих, коли-небудь зареєстрованих для суперконденсаторів на основі вуглецю, і, що особливо важливо, процес масштабований і сумісний з австралійською сировиною", — сказав Доктор Петар Йованович, один з авторів дослідження.

Технічний директор компанії Ionic Industries, створеної на базі Університету Монаша, доктор Філіп Ейтчисон заявив, що технологія вже готується до випуску на комерційний ринок. Підприємство зараз виробляє необхідні матеріали в комерційних масштабах і веде переговори з виробниками, щоб впровадити технологію в реальні системи зберігання енергії.

Як пише видання Energy Storage News, широко поширені літій-іонні батареї можуть утримувати енергію максимум близько чотирьох годин. Це створює критичну проблему для довготривалого зберігання енергії.

Багато компаній шукають альтернативні технології та хімічні склади, здатні довготривало зберігати енергію. Це дуже важливо для сонячних електростанцій та інших альтернативних джерел, оскільки їм необхідно балансувати попит і надлишок енергії протягом тижнів, місяців і сезонів, а не годин.

Раніше у США вже створили сонячний елемент, сумісний із суперконденсатором. Технологію можна використовувати в автономних датчиках і додатках Інтернету речей.