Nové grafenové superkondenzátory – další velký příslib?

Vědci z Monash Univerzity v Melbourne přišli s novým způsobem, jak využít „hvězdný“ materiál grafen. V laboratorních podmínkách sestrojili superkondenzátor, jehož energetická objemová hustota dosahuje úrovně olověných baterií.

Grafen tvoří rovinná síť jedné vrstvy atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků
foto: Alexander Aius, licence Creative Commons Attribution 3.0 Unported

O nových převratných bateriích se pomalu už bojíme psát. Léta přicházejí zprávy o vysoce výkonných bateriích a superkondezátorech, ale zatím žádný vědecký objev neopustil (a asi hned tak neopustí) prostředí laboratoře. Na druhou stranu je z počtu článků a zpráv zřejmé, jak intenzivně se na nových bateriích a superkondenzátorech pracuje.

V klasické baterii vzniká elektrická energie díky elektrochemické reakci. V (super)kondenzátorech je však elektrická energie udržována ve formě elektrostatického pole, což přináší mnohé výhody.

Kondenzátory mají velkou trvanlivost a jsou schopné velkých nabíjecích i vybíjecích výkonů. Nevýhodou je pak právě malá objemová energetická hustota – kondenzátory jsou velké a těžké.

Problém s malou energetickou hustotou se podařilo vyřešit vědcům v Monash University – žel zatím v laboratoři. Australští vědci sestrojili grafenový superkondenzátor s 12× větší objemovou hustotou (60 Wh/l) než mají komerčně dostupné kondenzátory. Jde již o parametry rovnající se olověným bateriím. Připomeňme ale, že li-ion baterie mají objemovou hustotu 530 Wh/l.

Základní složkou nového kondenzátoru je grafenový gel, který vyvinuli na Monash University. Struktura grafenového superkondenzátoru pak spočívá ve střídání nanovrstev grafenového gelu a kapalného elektrolytu.

Proces výroby je přitom velmi podobný výrobě běžného papíru. Vědci tak i načrtli návod, jak grafenové kondenzátory vyrábět i v průmyslovém měřítku. Celý proces výroby má být rychlý a nákladově efektivní.

„Vytvořili jsme makroskopický grafenový materiál, který přesahuje vše, čeho bylo dosaženo dříve. Jsme téměř ve fázi přechodu z laboratorního do obchodního prostředí,“ říká profesor Li, vedoucí vývojového týmu grafenových superkondenzátorů.

Napsat komentář