Forskare vid University of Central Florida (UCF) har skapat ett experimentellt superkapacitatorbatteri som fungerar som nytt även efter 30 000 laddningar. Detta forskningsarbete kommer att skapa ett snabbkapslande batteri med hög kapacitet som kommer att hålla 20 gånger längre än konventionella litiumjonceller. "Du kan ladda din mobiltelefon på bara några sekunder, och denna avgift kommer att pågå i en veckas telefonoperation," säger UCF-forskaren Nitin Chaudhary.
Superkondensatorer laddar mycket snabbt eftersom de statiskt ackumulerar elektricitet på materialets yta och inte genom kemiska reaktioner som i batterier. Detta kräver ark med "tvådimensionella" material med stora ytor som kan rymma ett stort antal elektroner. Inom forskning och utveckling används grafen huvudsakligen som ett tvådimensionellt material.
Enligt forskare vid UCF är det emellertid ganska svårt att integrera grafen med andra material som används i superkondensatorer. Så de använde 2D metalliska material (TMD) bara några atomer tjocka för att linda in en mycket ledande 1D nanotråd, vilket gjorde att elektroner snabbt kan resa från kärna till skalet. Detta gör det möjligt att på ett ganska enkelt sätt producera ett snabbladdande material med hög energiförbrukning och hög effektdensitet. "Vi har utvecklat en enkel kemisk syntesprocess som integreras väl med befintliga material med 2D-material", säger forskaren Jung.
Utvecklingen är i ett tidigt skede, och därför är det för tidigt att prata om den industriella implementeringen av tekniken, men utsikterna ser lovande ut. "Vår design överträffar material som används i små elektroniska apparater idag när det gäller energitäthet, effekttäthet och cyklisk stabilitet," sa Chaudhary.
Jung kallar denna forskning för ett experimentellt test av konceptet, och teamet är nu på väg att patentera sin uppfinning. Vid massproduktion kommer det att vara möjligt att använda nya (icke-explosiva) batterier med lång livslängd på mobila enheter, som kommer att laddas inom några sekunder.
Sergey Lukavsky