Ein Forscherteam des südkoreanischen Korean Advanced Institute of Science and Technology KAIST in Daejon hat ein Energiespeichergerät erfunden, das nach weniger als 30 Sekunden Ladezeit einsatzbereit ist. Professor Jeung Ku Kang leitete aStudententeam der KAIST-Graduiertenschule für Energie, Umwelt, Wasser und Nachhaltigkeit.
Die Arbeit von Professor Kang und seinem Team ist aus zwei Gründen wegweisend :
• Es ist das erste Mal, dass die mit wässrigen Hybridkondensatoren verbundenen Einschränkungen der Ladegeschwindigkeit und der hohen Energiedichte effektiv gelöst wurden.
• Das Gerät konnte die festgelegten Leistungsziele erreichen und dennoch ein hohes Maß an Stabilität beibehalten.
Um dieses doppelte Ziel zu erreichen, entwickelte das Team im Wesentlichen eine neue Kathode-Anode-Konfiguration unter Verwendung einer Reihe verschiedener Materialien und Strukturen. Metalloxid-Nanomaterialien und faserartige Polymerketten wurden auf der Oberfläche von Graphen verbunden, das für seine Wahl ausgewählt wurdeFlexibilität. Mit dieser Kombination konnte das Team das Problem der inkompatiblen elektrischen Eigenschaften der Elektrode lösen, das bei einigen in der Vergangenheit entwickelten Speichergeräten dieser Art vorhanden ist.
Die Details ihrer Arbeit wurden in einem Artikel mit dem Titel „Synthese einer pseudokapazitiven Polymerkettenanode und einer subnanoskaligen Metalloxidkathode für wässrige Hybridkondensatoren, die hohe Energie- und Leistungsdichten zusammen mit einer langen Lebensdauer ermöglichen“ geteilt. veröffentlicht in der Advanced Energy Materials Journal am 15. Januar 2018. Das Team machte auch ein kurzes Video, in dem die wegweisenden Forschungsarbeiten mit wässrigen Hybridkondensatoren erläutert wurden :
Professor Kang Speiche begeistert von den zukünftigen Anwendungen des Geräts: „Diese umweltfreundliche Technologie kann leicht hergestellt werden und ist in hohem Maße anwendbar. Insbesondere ihre hohe Kapazität und hohe Stabilität im Vergleich zu bestehenden Technologien könnten zur Kommerzialisierung wässriger Kondensatoren beitragen.Das Gerät kann mit einem Ladesystem mit geringem Stromverbrauch schnell aufgeladen und somit auf das tragbare elektronische Gerät angewendet werden. “
Das Gerät verfügt über unbegrenztes Potenzial
Mit dem Erscheinen tragbarer Geräte - ein Ende ihrer Produktion ist nicht abzusehen - ist das Thema der Speicherung elektrischer Energie EES in den Vordergrund gerückt und überschneidet sich in vielen Fällen mit der größeren Debatte um nachhaltige Energiezieleist in den letzten fünf Jahren stetig gewachsen.
In einer Studie mit dem Titel „Mehrdimensionale Materialien und Gerätearchitekturen für zukünftige hybride Energiespeicher“ von Natur Zeitschrift, Mitautoren schrieb über die „Einschränkungen aktueller EES-Geräte, die grundlegende Lücken in unserem Verständnis von Prozessen auf atomarer und molekularer Ebene aufdecken, die deren Betrieb, Leistung und Ausfall bestimmen“, und fügt hinzu, dass „die Entwicklung einer neuen Generation nachhaltiger Geräte erforderlich ist, erschwingliche und sichere EES-Technologien, die sich der theoretischen Grenze für die elektrochemische Speicherung nähern und elektrische Energie schnell und effizient liefern. “
Wässrige elektrochemische Energiespeicher werden ebenfalls verwendet in größerer Zahl entwickelt und erforscht aufgrund der wachsenden Wahrnehmung, dass sie eine umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien darstellen. Die Branche wird mit Sicherheit auf diese Innovation bei der Energieerzeugung reagieren, die vom Team von KAIST geleitet wird.
Via : Advanced Energy Materials , KAIST