​TU Munich разрабатывает суперконденсаторы с гибридными материалами

-
14:15
89
​TU Munich разрабатывает суперконденсаторы с гибридными материалами

Ученые Мюнхенского технического университета (TUM) разработали высокоэффективный суперконденсатор. Основой накопителя энергии является новый графеновый гибридный материал, обладающий характеристиками, сравнимыми с используемыми в настоящее время батареями.

В отличие от перезаряжаемых батарей, суперконденсаторы полагаются на емкостное, а не химическое хранение энергии. Их большая сила заключается в том, что они могут очень быстро накапливать большое количество энергии и так же быстро ее высвобождать. Их слабым местом на сегодняшний день является низкая плотность энергии. Это также выражено Техническим университетом Мюнхена во введении к его пресс-релизу: «В то время как литиевые аккумуляторы достигают плотности энергии до 265 киловатт-часов (кВт/ч), суперконденсаторы до сих пор выдают лишь десятую часть этой энергии».

В Техническом университете Мюнхена команда под руководством профессора неорганической и металлоорганической химии Роланда Фишера работает над улучшением этого свойства. Ключом к этому является высокоэффективный и в то же время устойчивый графеновый гибридный материал, который служит положительным электродом в накопителе энергии и комбинируется с хорошо зарекомендовавшим себя отрицательным электродом на основе титана и углерода.

«Новый накопитель энергии не только достигает плотности энергии до 73 Вт/кг, что примерно эквивалентно плотности энергии никель-металл-гидридной батареи, но и работает намного лучше, чем большинство других суперконденсаторов при плотности энергии 16 кВт/кг», — говорится в пресс-релизе исследователей. Секрет нового «асимметричного» суперконденсатора, говорят они, заключается в комбинации различных материалов, в частности, химически модифицированного графена в сочетании с наноструктурным металлическим органическим каркасом («MOF»). Исследователи говорят, что благодаря продуманному дизайну материалов им удалось химически связать графеновую кислоту с MOF. «Получившиеся гибридные МОФ имеют очень большую внутреннюю поверхность до 900 квадратных метров на грамм и высокоэффективны в качестве положительных электродов в суперконденсаторе». Кроме того, гибридный материал очень стабилен: новая ячейка сохраняет почти 90 % своей мощности даже после 10 000 циклов, сообщает команда Технического университета Мюнхена.

Исследовательская группа состоит из международных специалистов. Проект был поддержан Немецким исследовательским фондом (DFG), Фондом Александра фон Гумбольдта, Индийским технологическим институтом Джамму, Квинслендским технологическим университетом и Австралийским исследовательским советом (ARC), а также Европейским фондом регионального развития через Министерство образования Чехии.

Суперконденсаторы все чаще оказываются в центре внимания ученых. Несколько недель назад ученые Грацкого технологического университета исследовали накопление энергии в гибридном суперконденсаторе, который до сих пор не исследован. Он представляет собой комбинацию батареи и суперконденсатора, которая призвана объединить преимущества обеих технологий.

RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...