Nový typ superkondenzátora má potenciál zachrániť svet. Otvára výskumníkom nové možnosti

Výskumníci vyvinuli typ superkondenzátora, ktorý by sme mohli použiť na ukladanie energie získanej z obnoviteľných zdrojov.

Výskumníci vytvorili superkondenzátor na uskladnenie energie z obnoviteľných zdrojov.
Zdroj: Vosveteit.sk, AI

Výskumníci z UCLA v rámci novej štúdie predstavili inovatívny typ superkondenzátora, ktorý má potenciál podľa ich slov vyriešiť problémy s ukladaním energie.  

Obnoviteľné zdroje, ako napríklad solárna alebo veterná energia, sú skvelou alternatívou pre zelenšiu budúcnosť, no majú jednu nevýhodu. Ich výkon nie je konzistentný a závisí od podmienok vonku. Veterné elektrárne potrebujú vietor a solárne panely nefungujú tak dobre počas oblačného dňa a nefungujú v noci. Znamená to, že niektoré dni budú výkonnostne lepšie ako iné. 

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ

Mestá alebo celé krajiny sa nemôžu spoliehať na to, že počas dobrých dní budú mať dostatok energie, no v prípade horších budú domácnosti hodiny bez elektriny. Preto výskumníci hľadajú spôsob, ako vytvoriť veľké batérie, ktoré by dokázali uskladniť energiu z lepších dní a počas tých horších zásobovať mestá a domácnosti uloženou elektrinou.  

solarne panely a veterna energia
Zdroj: eyematrix / depositphotos.com

Prelom v odbore superkondenzátorov

V rámci novej štúdie výskumníci použili pokročilé materiály na vývoj PEDOT filmu, ktorý pripomína srsť. S pomocou tohto filmu vytvorili superkondenzátor, ktorý dokáže uložiť desaťnásobne vyšší náboj ako konvenčný PEDOT a dokáže prežiť takmer 100-tisíc nabíjacích cyklov. Pomocou nového procesu výskumníci vytvárajú PEDOT nanovlákna so špičkovou vodivosťou a väčšou plochou pre uloženie náboja.  

“Plasty tvarujú náš moderný svet a menia spôsob akým žijeme. Už celé desaťročia sa používajú v elektronike pre ich skvelú izolujúcu vlastnosť. V 70. Rokoch ale výskumníci náhodne objavili, že niektoré plasty dokážu aj viesť elektrinu. To spôsobilo revolúciu v tomto odbore a otvorilo dvere novým možnostiam vo sfére elektroniky a ukladania elektrických nábojov,” píšu výskumníci.  

Jeden z najpoužívanejších vodivých plastov sa nazýva PEDOT. Ide o flexibilný transparentný film, ktorý sa častokrát aplikuje na povrchy fotografických filmov a elektronických súčiastok. Tým ich ochraňuje pred statickou elektrinou. Zároveň môžeme tento materiál nájsť na dotykových obrazovkách, organických solárnych článkoch, či elektrochromických zariadeniach, napríklad smart oknách. Čo sa však týka schopnosti uskladnenia energie, možnosti materiálu PEDOT boli limitované. Komerčne dostupné PEDOT materiály nemajú elektrickú vodivosť a potrebný povrch na uskladnenie veľkého množstva energie.  

V rámci novej štúdie výskumníci adresovali tieto problémy. Objavili inovatívnu metódu ako upraviť štruktúru materiálu PEDOT tak, aby mohli na materiáli “vypestovať” nanovlákna. Tieto štruktúry sú excelentné vodiče elektriny.  

Na rozdiel od tradičných batérií, ktoré ukladajú energiu cez pomalé chemické reakcie, superkondenzátory, zbierajú a uvoľňujú energiu uskladnenú na ich povrchu. Vďaka tomu sa môžu nabiť a vybiť extrémne rýchlo, vďaka čomu sa stávajú ideálne pre aplikácie, ktoré vyžadujú rapídne dávky energie. Napríklad by sme ich mohli využiť pri regeneratívnom brzdiacom systéme elektromobilov a hybridných vozidiel. Využiť by sme ich mohli ďalej ako blesk fotoaparátu.  

Superkondenzátor môže zachrániť svet

Autori novej štúdie ale hovoria, že tieto superkondenzátory by nám mohli pomôcť aj prejsť na obnoviteľné zdroje energie. S dostatočnou veľkosťou povrchu by nové PEDOT superkondenzátory dokázali uskladniť veľké množstvo energie.  

Je toto náš najlepší spôsob ako poraziť globálne otepľovanie?
Zdroj: Unsplash (Brandon Morgan)

Nový PEDOT materiál ukázal v testoch naozaj sľubné výsledky. Autori štúdie hovoria, že materiál prekonal očakávania v niekoľkých dôležitých oblastiach. Má približne 100-násobnú vodivosť ako komerčné PEDOT produkty, čím je oveľa efektívnejší. Ešte lepšou vlastnosťou je jeho elektrochemicky aktívny povrch, ktorý je pokrytý nanovláknami. Väčší povrch je zároveň dôležitý, pretože dovoľuje superkondenzátoru uskladniť väčšie množstvo energie.  

Aby toho nebolo málo, tento materiál je extrémne odolný a vydrží desaťtisíce nabíjacích cyklov, čím výrazne prekonáva tradične používané materiály. Autori štúdie aj naďalej pracujú na zdokonaľovaní tohto materiálu a veria, že v budúcnosti ich superkondenzátor pomôže zmeniť svet a obrátiť ho k čistejším formám energie.  

Prihlás sa k odberu správ z Vosveteit.sk cez Google správy

Komentáre