Superkapacitor nahradí batériu, aj solárny článok súčasne

Výskumníci z Laboratória organickej elektroniky pri Univerzite vo švédskom Linköpingu na čele s profesorom Xavierom Crispinom došli k zaujímavému objavu, ktorý môže pozitívne ovplyvniť „zelenú“ energetiku. Podarilo sa im totiž vyvinúť superkapacitor s tekutým elektrolytom, ktorý je schopný nielen uchovávať elektrickú energiu, ale ju aj konverziou z tepla vytvárať.

Pozrite siZázračné materiály môžu zmeniť náš svet

Pri tepelnom gradiente, keď nastane teplotný rozdiel medzi kladnou a zápornou elektródou superkapacitora, dochádza k vytváraniu elektrického náboja. Ten sa ukladá v uhlíkových nanorúrkach.

Teplotné gradienty môžu byť generované slnkom, ale aj odpadovým teplom z ľubovoľného zdroja a môžu vyvolať molekulárne gradienty koncentrácie v roztokoch cez termodifúziu. Proces sa nazýva aj termoforéza, termomigrácia, alebo Soretov efekt.

superkapacitory-vedci
ZDROJ | LiU

Na premenu tepla na elektrickú energiu sa využíva termoelektrický efekt, pričom množstvo elektriny závisí od použitého elektrolytu a veľkosti rozdielu teplôt (teplotného gradientu).

Na vývoji vhodného elektrolytu pracovali vedci z laboratória pre organickú elektroniku mnoho rokov, ale ich úsilie prinieslo ovocie. Nový tekutý elektrolyt pozostáva z iónov a vodivých polymérov.

Kladne nabité ióny sú malé a rýchle, zatiaľ čo záporne nabité molekuly polyméru sú veľké a ťažké. Keď sa jedna elektróda zahrieva a druhá zostáva chladná, malé a rýchle ióny sa presúvajú na studenú stranu, zatiaľ čo ťažké molekuly polyméru zostávajú na mieste. Vzniknutý elektrický náboj sa ukladá do uhlíkových nanotrubičiek vedľa kovových elektród, a kedykoľvek je potrebné, môže sa vybíjať.

superkapacitory-Soretov jav
ZDROJ | LiU

Vedci publikovali výsledky výskumu v časopise  Energy Environmental Science. Zatiaľ nie je jasné, prečo je nový elektrolyt taký účinný, ale funguje. Faktom je, že dokáže 100x účinnejšie konvertovať teplo na elektrinu, než bežne používané elektrolyty.

Navyše neobsahuje drahé, ani toxické materiály, takže by nemal byť problém s jeho priemyselnou výrobou. Podľa profesora Crispina dokážu tieto superkapacitory vyrobiť a uložiť až 2500 krát viac energie ako najlepšie z dnešných superkapacitorov v spojení s termoelektrickými generátormi.

Pozrite siSuperkapacitory opäť v centre pozornosti

Pokiaľ sa podarí vytvoriť konštrukčné riešenia schopné nielen zahrievať, ale aj efektívne chladiť, príslušné elektródy týchto superkapacitorov, mohol by vzniknúť zaujímavý hybrid 2 v 1.

Namiesto fotovoltaických článkov by sme na konverziu energie zo slnka (ale aj z mnohých priemyselných zdrojov odpadového tepla) mohli použiť superkapacitor, ktorý by ju zároveň dokázal aj uskladniť. Oproti úložiskám z batérií majú výhodu – schopnosť uvoľniť veľký náboj v krátkom čase, čo je pri niektorých aplikáciách zvlášť zaujímavé.

ZdrojLiU

Komentáre k článku