Nový superkondenzátor umožní nabiť elektromobil iba za pár minút

Superkondenzátory sa môžu nabíjať takmer okamžite a v prípade potreby môžu vydať obrovské množstvo energie. Keby dokázali udržať viac energie, mohli by odstrániť najväčšiu slabinu elektrických vozidiel – pomalé nabíjanie. Teraz čínski a britskí vedci hovoria, že našli spôsob, ako uložiť 10-krát viac energie na objem, ako umožňujú súčasné superkondenzátory.

Štúdia tímu výskumníkov z University College London a Čínskej akadémie vied, publikovaná v časopise Nature Energy, obsahuje dôkaz koncepcie nového dizajnu superkondenzátora, ktorý používa grafénové laminátové fólie. Vedci zistili, že by mohli výrazne zvýšiť hustotu energie, ak presne prispôsobia veľkosť pórov v membránach veľkosti iónov v elektrolyte. Tam, kde „podobná komerčná technológia rýchleho nabíjania“ zvyčajne ponúka okolo 5 – 8 watthodín na liter, nový dizajn dosiahol pri testoch rekordných 88,1 Wh/l.

Tím tvrdí, že je to „najvyššia zaznamenaná energetická hustota superkondenzátorov na báze uhlíka“. Okrem toho superkondenzátory ponúkajú aj ďalšie výhody. Majú dlhú životnosť, pričom po 5000 nabíjacích cykloch si zachovávajú 97,8 % svojej energetickej kapacity. Sú aj veľmi flexibilné a pri ohnutí o 180 stupňov dosahujú takmer úplne rovnaké výsledky, ako keď sú uložené rovno. Je tu však jeden háčik. Vlastne hneď tri.

Po prvé, superkondenzátory majú stále oveľa menšiu energetickú hustotu ako Li-ion batérie (odhad Tesly z roku 2018 je 877,5 Wh/l). To znamená, že superkondenzátor by musel byť 10-krát väčší, aby mohol ponúknuť rovnakú energiu. Ibaže elektromobily nemusia umožniť dojazd 700 km, ak sa budú nabíjať rýchlejšie. Väčšina z nich najazdí denne menej ako 160 km a pri dlhších cestách by krátka zastávka po každej 1,5 hodine pre mnohých vodičov nemusela byť veľkou prekážkou.

Druhý problém: Superkondenzátory neskladujú energiu veľmi dobre, majú tendenciu nechať ju unikať. Keď teda svoj elektromobil týždeň či dva nepoužívate a nenabíjate, môžete ho nájsť vybitý. No ak sa potom nabije veľmi rýchlo, možno vám to nebude prekážať.

A tretí problém: Tento koncept počíta s grafénom, čo je zázračný materiál s mnohorakým potenciálnym využitím, ale do dnešného dňa ho nikto nevyrába v takých množstvách a za takú cenu, ktorá by urobila robustné grafénové superkondenzátory realizovateľnými. Vedci sú však optimistickí.

„Úspešné bezpečné uloženie obrovského množstva energie v kompaktnom systéme je významný krok k zlepšeniu technológie ukladania energie,“ uviedol hlavný autor štúdie, profesor Ivan Parkin. „Ukázali sme, že sa superkondenzátor nabíja rýchlo, dokážeme ovládať jeho výstup a má vynikajúcu odolnosť a flexibilitu, vďaka čomu je ideálny pre miniaturizovanú elektroniku aj elektrické vozidlá. Predstavte si, že na úplné nabitie vášho elektromobilu potrebujete iba 10 minút alebo pár minút a bude mať výdrž na celý deň.“

Zdroj: newatlas.com.