Az új grafénszuperkondenzátor átírhatja az energiatárolás szabályait

A kutatók áttörést értek el a grafén felhasználásában: egy új anyag, a többszintű redukált grafén-oxid (M-rGO) révén az energiatároló eszközök – például szuperkondenzátorok – gyorsabban tölthetők, nagyobb energiasűrűséget és teljesítménysűrűséget érhetnek el, mint a hagyományos akkumulátorok. Az M-rGO grafitból készül, amely világszerte nagy mennyiségben elérhető. A kutatók ezt az új anyagot úgynevezett pouch cellákba – hajlékony, vékony, fóliaborítású akkumulátorcellákba – építették be.

Gyorsabb töltés és nagyobb kapacitás

A pouch cellákat elektromos autókban, drónokban, viselhető elektronikai eszközökben, laptopokban, mobiltelefonokban és tabletekben is használják. Ha sikerül őket M-rGO-val készíteni, nőhet a teljes kapacitás, csökkenhet a töltési idő, és kisebb méret mellett is megbízhatóbbá válhat az energiaellátás, így akár bonyolultabb, nagyobb fogyasztású eszközökben is alkalmazhatók lesznek.

Szivacsszerű grafén a titok nyitja

A hagyományos akkumulátorokkal ellentétben – amelyek kémiai reakciók révén tárolják az energiát –, a szuperkondenzátorok elektrokémiai úton, az elektródák felületén elválasztott töltések formájában tárolják az energiát. Bár eddig a szuperkondenzátorok maximális kapacitását korlátozta a grafén fizikai szerkezete – a lapok túl szorosan tapadnak egymáshoz, így kevés ion fér el köztük –, most viszont egy bonyolult, háromdimenziós, szivacsszerű, sokszintű grafénhálót hoztak létre. Ez lehetővé teszi a gyors ionmozgást, és hatalmas felületet biztosít az energiatároláshoz.

Új korszak elektromos autókban és otthoni eszközökben

A kétlépcsős hevítési folyamatban előállított, kusza és ívelt grafénháló szupergyors töltési lehetőséget kínál, miközben képes annyi energiát tárolni, hogy számos alkalmazásban akár teljesen kiváltsa az akkumulátorokat, és a szükséges teljesítményt is jóval gyorsabban leadja. Ez az áttörés hamarosan új szintre emelheti az elektromos autók, háztartási készülékek és mobileszközök energiatárolását.

2025, adrienne, www.livescience.com alapján