Conventionele batterijen laden veel te langzaam om efficiënt remenergie mee op te slaan. Supercondensatoren langs de andere kant laden heel wat sneller maar beschikken dan weer over onvoldoende capaciteit (opslagruimte) om de opgewekte energie op te slaan.
Eerder was al gebleken dat grafeen-oxide, een iets dikkere variant van het atoom dik koolstofvel grafeen, en dus gestapelde laagjes grafeen – het beste uit beide werelden naar boven kan halen en kan opereren als ‘super supercapicator‘ – een lichtpunt in deze duistere energiecrisis.
Koreaanse wetenschappers sluiten zich aan en beweren dat dergelijke apparaten klaar zijn voor gebruik in de auto-industrie.
Santahkumar Kannappan, onderzoeker aan het Gwagju Instituut voor Wetenschap en Technologie in Zuid-Korea, was in staat om samen met enkele collega’s hoogwaardige supercondensatoren van grafeen te ontwikkelen die bijna net zoveel energie opslaan als een traditionele lithium-ion batterij maar zich onderscheiden van de huidige norm door te laden en ontladen in een kwestie van seconden.
De onderzoekers wisten dit klaar te stomen door een zeer poreuze vorm van grafeen met een enorm intern oppervlakte te maken. Aangemaakt door grafeen oxide deeltjes te minderen met hydrazine in water, geroerd (niet geschud) met behulp van ultrasone.
Het grafeen poeder werd dan verpakt in een muntvormige cel en gedroogd aan 140 ° C bij een druk van 300/kg/cm, gedurende vijf uur, resulterend in een zeer poreuze grafeen electrode.
Eén gram van deze preparatie zou een oppervlakte kunnen bestrijken groter als een basketveld. Belangrijk omdat het de elektrode toelaat veel elektrolyt (een ionische vloeistof genaamd EBIMF 1M) op te nemen, en dit de hoeveelheid lading bepaald dat de supercondensator bij zich kan houden.
Aan de hand van de proeven is gebleken dat de supercondensators over een capaciteit van meer dan 150 Farrads per gram beschikken, en energie kan opslaan aan een dichtheid van meer dan 64 watt per kilogram uur bij een stroomdichtheid van 5 A per gram.
Bijna vergelijkbaar met de huidige lithium-ion batterijen, die beschikken over een energiedichtheid van tussen de 100 en 200 watt uur per kilogram.
Kannappan en co vertellen er bij dat de supercapicitors over andere voordelen beschikken, zoals de mogelijkheid om volledig op te laden in slechts 16 seconden en ze wisten dit een tienduizend keer te herhalen, zonder een aanzienlijke vermindering van de capaciteit.
“Deze waarden zijn de hoogste tot nu toe in de literatuur,” zeggen ze.
De conclusie van de studie geeft volgens de onderzoekers aan dat de productie van deze supercondensatoren kan worden opgeschaald in de nabije toekomst.
Bron: technologyreview.com
De onderwerpen die Grafeen.be behandelt zijn zeer interessant. Jammer dat veel teksten vol taalfouten staan.