Prelomový objav by mohol priniesť revolúciu v skladovaní energie

Výskumníci z Washingtonskej univerzity v St. Louis vyvinuli novú konštrukciu kondenzátora, ktorá by mohla výrazne zlepšiť účinnosť skladovania energie. Kondenzátory uchovávajú energiu z batérie ako elektrický náboj a umožňujú rýchle nabíjanie a vybíjanie. Ich obmedzená kapacita skladovania energie však bola vždy nevýhodou. Nový dizajn, publikovaný v časopise Science, obsahuje novú heteroštruktúru, ktorá znižuje energetické straty, čo umožňuje kondenzátorom ukladať viac energie a rýchlo sa nabíjať bez toho, aby sa znížila ich životnosť.

Batérie síce vynikajú svojou kapacitou, ale nedokážu sa rýchlo nabíjať ani vybíjať. Na druhej strane, kondenzátory poskytujú rýchle prírastky energie, ktoré potrebujú energeticky náročné zariadenia. Nový dizajn spája 2D a 3D materiály v atomárne tenkých vrstvách, pričom tenké 3D jadro je vložené medzi dve vonkajšie 2D vrstvy. Výsledkom je zásobník s hrúbkou 30 nanometrov.

Polovodičový materiál použitý v tejto konštrukcii ponúka až 19-krát vyššiu hustotu ako komerčne dostupné feroelektrické kondenzátory s 90-percentnou účinnosťou. Kľúčovou výhodou tohto dizajnu je jeho schopnosť udržať skladovanie energie bez polarizácie a straty schopnosti nabíjania vďaka nepatrnej medzere v štruktúre materiálu. Výskumníci budú pokračovať v optimalizácii konštrukcie s cieľom dosiahnuť ultrarýchle nabíjanie a vybíjanie s vysokou hustotou energie.

Cieľom je zabezpečiť, aby sa materiál mohol široko používať vo veľkej elektronike, napríklad v elektromobiloch, bez toho, aby pri opakovanom nabíjaní strácal kapacitu uchovávania. Tento prelomový objav by mohol potenciálne priniesť revolúciu v skladovaní energie a pripraviť cestu pre efektívnejšie elektrické vozidlá a prenosné zariadenia.

Vedci na tento objav narazili pri skúmaní vlastností materiálu pre nesúvisiaci projekt. Presná kontrola nad časom relaxácie, ktorú tento dizajn ponúka, je prísľubom pre rôzne aplikácie a mohla by urýchliť vývoj vysoko účinných systémov skladovania energie. Prekonaním obmedzení tradičných kondenzátorov nás táto prelomová technológia posúva o krok bližšie k ukončeniu závislosti od batérií v rôznych odvetviach.

Zdroj: popularmechanics.com.