Обычно для хранения энергии используют батареи и аккумуляторы, которые обеспечивают энергией электронные
I motsetning til batterier kan de raskt akkumuleresen stor mengde energi og tømme den like raskt. Hvis for eksempel et tog bremser når det kommer inn på en stasjon, lagrer superkondensatorer energi og gir den igjen når toget raskt trenger mye energi for å starte.
Однако на сегодняшний день одной из проблем суперконденсаторов было отсутствие у них плотности энергии. В то время как литиевые аккумуляторы достигают плотности энергии до 265 кВатт—час на килограмм, суперконденсаторы пока доставляют только десятую часть от этого уровня.
Et team av forskere som jobber med en professoruorganisk og organometallisk kjemi ved Technical University of Munich (TUM), har utviklet et nytt, kraftig og bærekraftig hybrid grafenmateriale for superkondensatorer. Den fungerer som en positiv elektrode i en energilagringsenhet. Forskerne kombinerer den med en bevist titan-karbon negativ elektrode.
Ny energilagringsenhet ikke baregir en energitetthet på opptil 73 kWh / kg, som omtrent tilsvarer energitettheten til et nikkelmetallhydridbatteri. Når det er sagt, yter den nye enheten mye bedre enn de fleste andre superkondensatorer, med en effekttetthet på 16 kWh / kg. Hemmeligheten til den nye superkondensatoren ligger i kombinasjonen av forskjellige materialer, og det er derfor kjemikere kaller superkondensatoren "asymmetrisk".
For å lage den nye enheten, stolte forskerne på en ny strategi for å overvinne ytelsesgrensene for standardmaterialer og bruke hybridmaterialer.
Abstrakt idé om å kombinere grunnleggende materialerble flyttet til superkondensatorer. De brukte en ny positiv lagringselektrode med kjemisk modifisert grafen som base og kombinerte den med en nanostrukturert organometallisk ramme, den såkalte MOF.
Решающими для характеристик гибридов графена являются, с одной стороны, большая удельная поверхность и контролируемые размеры пор, а с другой стороны, высокая электропроводность.
Для хороших суперконденсаторов важна большая поверхность. Это позволяет собирать в материале соответственно большое количество носителей заряда — это основной принцип хранения электрической энергии. Благодаря искусному дизайну материалов исследователям удалось связать графеновую кислоту с MOF. Полученные в результате гибридные MOF имеют очень большую внутреннюю поверхность до 900 квадратных метров на грамм и очень эффективны в качестве положительных электродов в суперконденсаторе.
Stabil sammenheng mellomnanostrukturerte komponenter har enorme fordeler når det gjelder langsiktig stabilitet: jo mer stabil tilkoblingen er, desto flere ladesykluser er det mulig uten betydelig forringende ytelse.
Til sammenligning: et klassisk litiumbatteri har en levetid på ca 5000 sykluser. Den nye cellen, utviklet av TUM-forskerne, beholder nesten 90% kapasitet selv etter 10 000 sykluser.
Les mer
Se hvordan månen dukket opp. En gammel planet krasjet inn i jorden
Arkeologer har funnet en eldgammel begravelse på Krim. Det var en "billett" til etterlivet
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde