Nauka

Błyskawicznie ładujące się hybrydowe superkondensatory

opublikowano przez Wojciech Kulik w dniu 2015-04-04

To nośnik energii, łączący w sobie najlepsze cechy akumulatorów i superkondensatorów.

hybrydowy superkondensator
foto: UCLA California NanoSystems Institute 

Dynamiczny wzrost popularności i wymagań stawianych wobec smartfonów, tabletów, laptopów i innych tego typu urządzeń przenośnych spowodował, że technologie akumulatorów i baterii znajdują się obecnie w czołówce tematów badań w dziedzinie elektroniki. Korzystanie z leciwych już rozwiązań powoduje, że postęp technologiczny urządzeń mobilnych jest spowalniany. Co jakiś czas słyszymy wprawdzie o kolejnych rozwiązaniach, które przynieść mają rewolucję. Słuch o nich ginie niestety niezwykle szybko. Im więcej jednak pojawi się nowych technologii tym większa szansa, że któraś z nich faktycznie pojawi się na rynku. Tym ciekawszy wydaje się nowy projekt naukowców z UCLA California NanoSystems, którzy z powodzeniem połączyli dwa nanomateriały, aby utworzyć nośnik energii, łączący w sobie najlepsze cechy akumulatorów i superkondensatorów.

Superkondensatory to elektrochemiczne jednostki, które do pełna naładować można w ciągu kilku sekund (a nie godzin) i które wytrzymują nawet milion cykli ładowania-rozładowania. W przeciwieństwie do akumulatorów nie przechowują jednak wystarczająco dużo energii, by móc zasilać nasze komputery i smartfony. Z kolei nowe hybrydowe superkondensatory mają być połączeniem najlepszych cech obu tych rozwiązań: mają mieć dużą pojemność, szybko się ładować i cechować się trwałością przekraczającą 10 tysięcy cykli. Naukowcom z CNSI udało się także zaprojektować mikrosuperkondensator, który jest wystarczająco mały, by zmieścić się w gadżecie ubieralnym lub nawet w urządzeniu implantowanym. Ma tylko 1/5 grubości kartki papieru i cechuje się dwukrotnie większą wytrzymałością niż typowy cienkowarstwowy akumulator litowy.

Nowe nośniki energii powstały z połączenia laserowo indukowanego grafenu lub LSG (bardzo dobrze przewodzący, przechowujący ładunek elektryczny i szybko się ładujący materiał) z dwutlenkiem manganu, który obecnie stosowany jest w bateriach alkaicznych ze względu na łatwą dostępność, niską cenę i dużą pojemność. Dużą zaletą nowych superkondensatorów ma być także fakt, że mogą one być wytwarzane bez konieczności zapewniania ekstremalnych temperatur czy korzystania ze sterylnych pomieszczeń. Jakby tego wszystkiego było mało, naukowcy odkryli, że ich nośnik może bezproblemowo przechowywać ładunek generowany przy użyciu ogniwa słonecznego, co dodatkowo zwiększa jego możliwości i poszerza listę potencjalnych zastosowań.

„Powiedzmy, że chciałbyś umieścić niewielką ilość prądu elektrycznego w plastrze, aby zasilić mechanizm automatycznego uwalniania leku lub wykorzystać technologię wspomagania gojenia rany. Mikrosuperkondensator jest tak cienki, że możesz go bez najmniejszych problemów umieścić wewnątrz samego plastra. Możesz go także łatwo i szybko ładować, po czym używać przez bardzo długi czas. Nośniki z LSG i dwutlenku manganu mogą ponadto przechowywać tyle samo energii co akumulatory kwasowo-ołowiowe i sześć razy więcej niż typowe superkondensatory, a jednocześnie ich ładowanie liczone jest w sekundach. To kompaktowe i niezawodne rozwiązanie może pozytywnie wpłynąć na sektor osobistych technologii w przyszłości” – podsumował nadzorujący badania profesor Richard Kaner.

Źródło: Phys.org

marketplace

Komentarze

21
Zaloguj się, żeby skomentować
avatar
Dodaj
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Tyle tych newsów o bateriach, a w smartfonach od dekady są zwykłe ogniwa litowe.
    Zaloguj się
    18
  • avatar
    To naturalna kolej rzeczy. Fabryk produkujących litowo-jonowe baterie jest mnóstwo i nie pozwolą na wprowadzenie nagle czegoś, co będzie 3,5,20x wydajniejsze od ich produktów.
    Popatrz na wynalazek Łągiewki. Ta sama historia.
    Zaloguj się
  • avatar
    "...dwutlenkiem manganu, który obecnie stosowany jest w bateriach alkaicznych ze względu na łatwą dostępność, niską cenę i dużą pojemność."

    Obecnie? Od 1866 roku. Dwutlenek manganu jest podstawą ogniwa Leclanchégo i dostępność, cena i pojemność nie ma tutaj nic do rzeczy. Bez MnO2 takie ogniwo po prostu nie będzie działało.

    Panie Wojciechu, na przyszłosć prosze sobie darować publikowanie jakichkolwiek treści związanych z chemią, bo skala Twojej ignorancji, w tej dziedzinie, jest astronomiczna. Translejcić sobie można pudelkowe newsy, ale nauki ścisłe wymagają wiedzy i dokładności.
  • avatar
    bla bla bla... od 10 lat to samo :/
  • avatar
    "sześć razy więcej niż typowe superkondensatory"
    to 6x "niemal nic" to nadal "niemal nic" tylko ciut większe.

    Więc ludzie darujcie sobie teorie spiskowe, to jest po prostu kolejny wynalazek który może da się użyć w ograniczonym zakresie.

    Ot kolejny latający samochód - ani dobry samochód ani dobry samolot. Parę się sprzeda ale nikt ego nie będzie używał bo ma za dużo wad, jest za słabe albo koszmarnie drogie.
  • avatar
    Kurcze jak ja kocham takie pitolenie o (Sz..)graphenie :(. Naprawde wierzycie w to, że nikt na świecie nie ma pieniędzy, aby wybudować fabrykę nowego typu akumulatorów, które byłyby chociażby tylko 3x pojemniejsze i nieco trwalsze niż obecnie w dodatku w tej samej cenie lub nawet tańsze? Samo Apple dysponuje w okolicach 100mld dolarów żywej gotówki. A jest jeszcze Intel i Samsung. Ba nawet MS by się chętnie dożucił. Ich Sarface chętnie by przytulił pojemniejszy akumulator. Co do Apple to zdaje się za 6 mld mają wybudować jakąś własną fabrykę, tylko nie pamietam czy akurat akumulatorów.

    Wracając do tematu. UCLA już w 2012 roku zaprezentowała prototyp tego rozwiązania. A jak wam napiszę jak wygląda "fabryka" to pewnie w majty popuścicie. Na plastikowej płycie w formacie DVD nanoszą warstwę tlenku grafenu i używając oprogramowania LightScribe do naniesienie odpowiedniego wzoru. Źródło: http://www.graphene-info.com/ucla-enhances-their-laser-scribed-graphene-supercapacitor-technology-ready-commercialization

    Nie jestem specjalistą od materiałów i nie wiem dokładnie jak tworzą oni warstę tlenku grafenu, ale cena nieutlenionego grafenu pod koniec 2014 roku wynosiła około 100 dolarów za centymetr kwadratowy (1cm x 1cm x Angstrem). A to przecież tylko mały jednoatomowy wycinek "dużego" ogniwa. Teraz pomnóźcie sobie cenę jednej warstwy przez kilkaset tysięcy i wyjdzie wam cena waszego wymażonego akumulatora. Nagrywarkę dodają gratis ;).
    Zaloguj się
  • avatar
    Ktos baterie musi kupowac - producenci szybko przejmuje takie nowinki i wszystko robia, zeby taki produkt nie wyszedl do sprzedazy :)
  • avatar
    Musimy wylądować na Marsie, musimy lecieć w kosmos, musimy dojść do środka ziemi, no coś robić! Perspektywą pewności i bezpieczeństwa się nie buduje świata!

    Świat robią ludzie młodzi, energiczni, dziesięciu słabeuszy trzyma za nogi jednego orła, który chce wzlecieć i nie pozwoli mu wzlecieć. Otóż dokładnie na tym polega SOCJALIZM!

    Człowiek chce coś zrobić a tutaj siedzą mu na karku PIP sanepid, dwa urzędy podatkowe i coś tam jeszcze i on nie może wzlecieć!

    I to jest program prawicy, żeby otworzyć okno żeby oni mogli wzlecieć. O to chodzi! Żeby pozwolić ludziom latać! Żeby ludziom pozwolić DZIAŁAĆ.
    Zaloguj się
    -1
  • avatar
    Kolejny "przełomowy wynalazek" o którym słuch zaginie. Kasa, kasa, kasa