Superkapacitory opäť v centre pozornosti

Superkapacitory vo funkcii akumulátorov elektrickej energie už dlhšie pútajú pozornosť vedcov a inžinierov, ktorí ich vlastnosti stále zdokonaľujú. Lákavá je ich schopnosť extrémne rýchleho nabíjania – klasický kondenzátor (kapacitor) totiž viaže elektrický náboj a s ním aj energiu, na rozdiel od batérií, fyzikálnou, nie chemickou cestou. U superkapacitorov to síce nie je také jednoduché, lebo tam obvykle prebiehajú aj určité chemické procesy, ale aj tak sa dokážu nabiť v porovnaní s batériami veľmi rýchlo.

Pozrite siGrafénové superkapacitory: ďalšia revolúcia?

Zaujímavá je aj ich vysoká životnosť a odolnosť, keď zvládnu desiatky, ba aj stovky tisíc nabíjacích cyklov, a spôsobilosť veľmi rýchlo uvoľniť uloženú energiu bez sebazničenia. Aj preto po výkonných superkapacitoroch pokukujú výrobcovia elektroniky, ale aj elektromobilov, kde môžu byť užitočné napríklad pri rekuperácii energie počas brzdenia a naopak, pri extrémnej akcelerácii, kedy sú potrebné veľké prúdy v krátkom časovom intervale. Nevýhodou superkapacitorov je však ich (podstatne) menšia energetická hustota v porovnaní s Li-ion batériami.

superkapacitor-graf-density
ZDROJ | Wikipedia

Táto bariéra sa však zrejme začína rúcať. Vedcom z francúzskeho Národného centra pre vedecký výskum (CNRS) v Toulouse a inštitútu INRS z kanadského Quebecu sa podarilo prevratným spôsobom zdokonaliť superkapacitory tak, že ich hustota energie extrémne stúpla. Údajne sa vyrovná parametrom špičkových batérií.

Táto informácia je však trochu nepresná. Kľúčovým bodom výskumu je 3D katóda, ktorá pomocou špeciálne upraveného porézneho povrchu zo zlata a oxidu ruténia dosiahla výrazné zväčšenie aktívnej plochy. A ako vieme, kapacita kondenzátora je priamo úmerná ploche jeho elektród.

superkapacitor-CRNS
ZDROJ | CRNS

Použitie drahých kovov nie je problémom pri malých superkapacitoroch, kde je plocha elektródy len niekoľko mm2. Pri veľkých batériách superkapacitorov, ktoré by mali poháňať napríklad elektromobil, by ich však cena diskvalifikovala. Výnimkou sú špeciálne aplikácie v kozmickom výskume, alebo v armáde.

Pozrite siSuperkapacitory – energia ľahko, rýchlo, ale nie lacno

Podľa profesora Daniela Guaya z INRS vedcom pomohlo dotovanie porézneho zlata oxidom ruténia dosiahnuť „neprekonateľnú hustotu energie“. Aj keď ide o drahé materiály, pri aplikácii v „mikro-batériách“ by sa náklady podstatným spôsobom neprejavili a nové superkapacitory by tak mohli nájsť uplatnenie v „nositeľných“ a „obliekateľných“ zariadeniach, v čipoch a v autonómnych senzorových sieťach, uviedol portál Engadget.

ZdrojCNRS

Komentáre k článku