Toekomstige elektronica kan in enkele seconden worden opgeladen, dankzij een doorbraak in supercondensatoren

Een team onderzoekers van de Monash University heeft een nieuw materiaal op koolstofbasis ontwikkeld waarmee supercondensatoren aanzienlijk meer energie kunnen opslaan, waarmee een belangrijke beperking wordt overwonnen die de toepassing ervan in compacte apparaten in de weg stond. Deze prestatie - beschreven in het tijdschrift Nature Communications - kan een nieuwe generatie energieopslagapparaten inluiden.

Supercondensatoren staan bekend om hun vermogen om extreem snel op te laden en te ontladen. Maar ze zijn berucht om hun lage volumetrische energiedichtheid, wat betekent dat ze veel minder energie opslaan voor hun grootte dan batterijen. Dit onderzoeksteam van de Monash University heeft dit probleem opgelost met een nieuwe materiaalarchitectuur, genaamd multischaal gereduceerd grafeenoxide (M-rGO).

Het materiaal wordt gemaakt van natuurlijk grafiet met behulp van een snel warmtebehandelingsproces dat een unieke structuur van sterk gebogen en verwarde grafeenkristallieten vormt. De onderzoekers deden een contra-intuïtieve ontdekking - de onderzoekers ontdekten dat deze gebogen structuur ionen uit de elektrolyt diep in de binnenste lagen van het materiaal laat doordringen, een proces dat zij "elektrochemische tussenlaaguitbreiding" noemen Dit betekent meer oppervlakte voor energieopslag.

De resultaten waren uitstekend. Toen het nieuwe materiaal in buidelcellen werd geassembleerd, werd een volumetrische energiedichtheid van 99,5 Wh/L gemeten, vergelijkbaar met loodzuurbatterijen. Het liet ook een hoge vermogensdichtheid van 69,2 kW/L zien.

Deze ontdekking zou ons in staat kunnen stellen om snel oplaadbare supercondensatoren te maken die genoeg energie opslaan om batterijen in veel toepassingen te vervangen, en deze energie veel sneller leveren. - Professor Majumder.

De technologie wordt nu gecommercialiseerd door een spin-outbedrijf van de Monash University, Ionic Industries, dat samenwerkt met partners om het nieuwe materiaal op de markt te brengen. Als dit een succes wordt, kunnen we ultrasnelle oplaadapparaten zien die binnen enkele seconden opgeladen zijn.