Nanotechnologia

Hybrydowa nanoelektroda superkondensatora

Jako najnowocześniejsze urządzenia magazynujące energię, superkondensatory przyciągają coraz większą uwagę w ostatnich latach, ze względu na ich szybkość ładowania, wyjątkową stabilność, długą żywotność i olbrzymią moc. Wyobraźmy sobie ładowanie telefonu komórkowego w zaledwie kilka sekund lub samochodu na elektryczność w kilka minut – to tylko niektóre z możliwości oferowanych przez superkondensatory.

Trudność stanowi fakt, iż szybkie ładowanie i długotrwałe działanie superkondensatora wiąże się z koniecznością powiększenia ich rozmiarów i masy, aby zachować taką samą ilość przechowywanej energii jak w bateriach. Dlatego też, naukowcy pracują nad ekologicznym, lekkim i tanim superkondensatorem o dużej wydajności.

Dwóch badaczy z S.N. Bose National Centre for Basic Sciences z Indii opracowało  nowoczesną elektrodę superkondensatora opartą na hybrydowej nanostrukturze wykonanej z hybrydowej powłoki zewnętrznej złożonej z niklu i tlenku żelaza, oraz z rdzenia o właściwościach przewodzących, wykonanego z żelaza i niklu.

„Hybrydowa elektroda wykazuje wspaniałe właściwości elektrochemiczne, biorąc pod uwagę pojemność (zdolność do przechowywania energii) wynoszącą 1415 faradów na gram, wysoką gęstość prądu – 2,5 ampera na gram, niski opór oraz wysoką gęstość mocy”, tłumaczy Ashutosh K. Singh, naukowiec z S.N Bose National Centre for Basic Sciences. „Elektroda ma również długoterminową stabilność okresową, co oznacza, że może ona przechowywać prawie 95% pojemności początkowej po 3000 cyklów ładowań i rozładowywań.

Ważną cechą elektrody jest to, że do jej wytworzenia nie potrzeba żadnego dodatkowego materiału wiążącego. Według Singha, materiały wiążące są używane do produkcji superkondensatorów opartych na węglu lub grafenie i służą do wiązania produktów przechodzących reakcje redoks w kolektorze prądu. Bez materiałów wiążących, hybrydowa elektroda może stać się lekkim superkondensatorem.

Następnym krokiem planowanym przez naukowców jest opracowanie całego superkondensatora opartego na elektrodzie hybrydowej i przetestowanie jego funkcjonalności, co przybliży wizję produkcji na większą skalę.

 

Źródło artykułu

Źródło grafiki