Elektródy inšpirované papradím môžu priniesť revolučné superkapacitory

Tesla vyrába záložné batérie Powerwall na elimináciu výpadkov siete a na ukladanie energie z nestabilných obnoviteľných zdrojov. Pri razantnom raste celkového výkonu solárnych a veterných elektrární je budovanie úložísk nevyhnutnosťou. Aj preto sa tomuto biznisu venuje množstvo firiem.

Pozrite siV Česku spustili výrobu unikátnych batérií HE3DA

Nový typ elektródy vytvorený výskumníkmi z austrálskej RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology) University by mohol zvýšiť kapacitu existujúcich úložných technológií až o 3000 percent, teda 30-násobne.

Prototyp prelomovej elektródy (vpravo) je možné kombinovať so solárnym článkom (vľavo) pre zber a skladovanie energie na čipe .ZDROJ | RMIT

Vedci sa inšpirovali americkým papradím a vyvinuli prelomový prototyp, ktorý by mohol byť odpoveďou na výzvu úložísk energie zo solárnych elektrární, no nielen to. Prototyp grafénovej elektródy otvára cestu k vývoju tenkovrstvových solárnych článkov, ktoré budú mať priamo v sebe integrované superkapacitory.

Takéto prvky by mohli nahradiť klasické batérie v mnohých druhoch spotrebnej elektroniky, vrátane smartfónov.

Pozrite siSuperkapacitor nahradí batériu, aj solárny článok súčasne

Superkapacitory sa už istý čas používajú ako pomocné zdroje na ukladanie energie, pretože sa dokážu extrémne rýchlo nabiť, aj uvoľniť uloženú energiu. Skúmali sa aj možnosti ich priamej kombinácie so solárnymi článkami. Prekážkou je však ich pomerne nízka energetická kapacita.

Profesor Min Gu z RMIT uviedol, že nový dizajn elektródy čerpal inšpiráciu  z geniálnych schopností prírody vyplniť určitý priestor tým najefektívnejším možným spôsobom – prostredníctvom fraktálov. Fraktály sú zložité stromové štruktúry, kde ľubovoľne veľký prvok opakuje stále rovnaký, alebo podobný vzor v príslušnej mierke.

400-krát zväčšený list papradia ukazuje replikujúci sa vzor usporiadania jeho žiliek.ZDROJ | RMIT

V tomto prípade boli pre výskumníkov inšpirujúce listy, presnejšie cievy v listoch amerického papradia (Polystichum munitum), ktoré majú fraktálnu štruktúru. Ako ukázali experimenty s prototypom elektródy, môže takáto štruktúra zvýšiť kapacitu superkapacitorov až 30-násobne.

Pozrite siTechnológie pre batérie novej generácie

Superkapacitory s posilnenou kapacitou by priniesli dlhodobú spoľahlivosť uloženia energie a v prípade potreby jej rýchle uvoľňovanie. To z nich robí (pri akceptovateľnej cene) ideálnu voľbu ako úložiska pre fotovoltaické panely.

Líder výskumu Litty Thekkekara PhD uviedol, že nový typ elektródy sa môže uplatniť hlavne v kombinácii s flexibilnými tenkovrstvovými fotovoltaickými článkami. Myslí si, že v budúcnosti by sa jednočipová kombinácia solárnej bunky a úložiska energie mohla uplatniť nielen v smartfónoch a nositeľnej elektronike, ale aj v elektromobiloch.

K myšlienke, žeby sa tak dali eliminovať nabíjacie stanice pre elektrické autá sa však musíme postaviť skepticky. Jednoduchá matematika hovorí, že strecha, ani celá karoséria typického automobilu nie je dostatočne veľká, aby solárne panely na jej povrchu dokázali vygenerovať dostatočný výkon na jeho pohon a prevádzku všetkých agregátov.

Ako doplnkový zdroj energie schopný poháňať palubnú elektroniku, prípadne počas parkovania, ale aj za jazdy dodávať svoj diel energie by však bol takýto dizajn účelný.

ZdrojRMIT University

Komentáre k článku