Команда вчених з Квінслендського технологічного університету (QUT) розробила нову конструкцію конденсатора для енергоефективних акумуляторів. Щільність енергії у пристрої виросла на 28% у порівнянні з поширеними літій-іонними акумуляторами, а питома потужність батареї збільшилася більше ніж у 10 разів.

Практичне застосування нового підходу у перспективі зможе збільшити запас ходу електромобіля Tesla Model S Plaid з 837 км до 1070 км.

Попри те, що суперконденсатори здатні накопичувати енергію статично (з їх допомогою акумулятори швидко заряджаються), такі системи рідко використовуються у комерційних продуктах. Це пов'язано з тим, що сучасні конденсатори не здатні зберігати велику кількість енергії і швидко втрачають її у режимі простою, тому компанії продовжують виробляти літієві батареї без значних змін у специфікаціях. Однак вченим з QUT вдалося вирішити цю проблему – нова конструкція довго утримує енергію, пропонує підвищену щільність і дозволяє акумуляторам швидко заряджатися, повідомляє 24tv.ua.

Як вдалося збільшити потужність нікель-металогідридних батарей

Команда інженерів використала негативні електроди на основі карбіду титану і позитивні на базі гібридного графена. Об'єднавши ці матеріали в одному корпусі, вчені отримали суперконденсатор з потужністю, що перевищує результати комерційних літієвих акумуляторів у 10 разів, а щільність енергії, яку можна порівняти з нікель-металгідридними елементами.

"Завдяки унікальному розташуванню електродів цей пристрій здатний заповнити важливий пробіл у нинішніх малопотужних батареях і суперконденсаторах з низьким енергоспоживанням, а також прокласти шлях для багатьох нових застосувань",
– заявив провідний автор досліджень Діпак Дуба.

Що стосується фактичних показників, то щільність енергії досягла 73 Втг/кг, а питома потужність – 1600 Вт/кг. Для порівняння, актуальні літій-іонні акумулятори забезпечують питому потужність від 250 до 340 Вт/кг. За словами вчених, з такими акумуляторами електромобілі можуть заряджатися як мінімум у п'ять разів швидше, ніж зараз на найбільш просунутих станціях зарядки. Більше того, середній запас ходу автомобілів з електричним двигуном може вирости приблизно на 28%.

Вчені також додали, що гібридний суперконденсатор виявився помітно надійнішим від літій-іонних акумуляторів. У ході серії експериментів нова конструкція пройшла 10 тисяч повних циклів зарядки й розрядки, зберігши 90% від початкової ємності. Літій-іонні батареї в аналогічному тесті втрачали до 20% ємності.