Forskere ved University of Central Florida (UCF) har laget et eksperimentelt superkapacitorbatteri som fungerer som nytt selv etter 30 000 ladinger. Dette forskningsarbeidet vil lage et hurtigladende batteri med høy kapasitet som vil vare 20 ganger lenger enn konvensjonelle litium-ion-celler. "Du kan lade mobiltelefonen din på bare noen få sekunder, og denne ladningen vil vare i en ukes telefonoperasjon," sier UCF-forsker Nitin Chaudhary.
Superkondensatorer lades veldig raskt fordi de statisk samler strøm på overflaten av materialet, og ikke gjennom kjemiske reaksjoner som i batterier. Dette krever ark med "todimensjonale" materialer med store overflater som kan inneholde et stort antall elektroner. I forskning og utvikling brukes grafen hovedsakelig som et todimensjonalt materiale.
Ifølge forskere ved UCF er det imidlertid vanskelig å integrere grafen med andre materialer som brukes i superkapsler. Så de brukte 2D metalliske materialer (TMD) bare noen få atomer for å pakke en meget ledende 1D nanotråd, slik at elektronene raskt kunne reise fra kjerne til skall. Dette gjør det mulig å produsere på en ganske enkel måte et hurtigladende materiale med høyt energiforbruk og høy effekttetthet. "Vi har utviklet en enkel kjemisk synteseprosess som integreres godt med eksisterende materialer med 2D-materialer," sier forsker Jung.
Utviklingen er i et tidlig stadium, og derfor er det for tidlig å snakke om den industrielle implementeringen av teknologien, men utsiktene ser lovende ut. "Designet vårt overgår materialer som brukes i små elektroniske apparater i dag når det gjelder energitetthet, effekttetthet og syklisk stabilitet," sa Chaudhary.
Jung kaller denne forskningen for en eksperimentell test av konseptet, og teamet er nå i ferd med å patentere oppfinnelsen. Ved etablering av masseproduksjon vil det være mulig å bruke nye (ikke-eksplosive) batterier med lang levetid på mobile enheter, som lades i løpet av sekunder.
Sergey Lukavsky