Îți poți încărca telefonul în doar câteva secunde?

ws2

Imagine luată din [1].

O echipă de cercetători de la University of Central Florida (UCF) a dezvoltat un nou proces de creare a super-capacitorilor flexibili, care pot stoca mai multă energie și pot fi reîncărcați de mai mult de 30.000 de ori fără a se degrada.

Noua metodă dezvoltată de NanoScience Technology Center de la UCF ar putea revoluționa numeroase tehnologii, de la telefoanele mobile pâna la vehiculele electrice.

“Dacă bateriile ar fi înlocuite  cu acești super-capacitori, ţi-ai putea încărca telefonul mobil în câteva secunde și nu ar trebui reîncărcat din nou pentru mai mult de o săptămână”, a declarat Nitin Choudhary, care a efectuat o mare parte din studiul publicat recent in revista științifică ACS Nano [2].

Oricine are un smartphone cunoaște problema: dupa aproximativ 18 luni, o încărcare ține tot mai puțin timp pentru că bateria începe să se degradeze.

Oamenii de știință au studiat utilizarea nanomaterialelor pentru optimizarea super-capacitorilor care ar putea îmbunătăți sau chiar înlocui bateriile în dispozitivele electronice. Este o problemă complicată, pentru că un super-capacitor care ar putea stoca la fel de multă energie ca o baterie litiu-ion ar trebui să fie mult mai mare.

Echipa de la UCF a utilizat materiale bidimensionale, anume dicalcogenici ai metalelor de tranziție (cum este WS2), recent descoperite, de doar câțiva atomi grosime, la super-capacitori. Alți cercetători au încercat folosirea grafenei sau a altor materiale bidimensionale, dar cu succes limitat.

“Au existat probleme în modul în care se încorporează aceste materiale bidimensionale în sistemele existente, acesta fiind blocajul actual în domeniu. Am dezvoltat o metodă de sinteză chimică simplă, astfel încât să putem foarte ușor să combinăm materialele existente cu materialele bidimensionale”, a declarat cercetătorul principal Yeonwoong “Eric” Jung, profesor asistent afiliat la NanoScience Technology Center și la Materials Science & Engineering Department.

Echipa de cercetare condusă de Jung a dezvoltat super-capacitori compuși din milioane de fire, nanometrice în grosime, acoperite cu pelicule de materiale bidimensionale. Un miez foarte bun conductor care facilitează transferul rapid de electroni pentru încărcare și descărcare, este acoperit uniform cu o peliculă din material bidimensional pentru a crește densitate de energie și de putere.

“Oamenii de ştiinţă știau deja că materialele bidimensionale sunt foarte promițătoare pentru aplicații în stocarea energiei, dar până când UCF a dezvoltat procesul de integrare a acestor materiale, nu a existat nici o modalitate de a atinge acest potențial”, a spus Jung.

“În cazul dispozitivelor electronice de mici dimensiuni, materialele noastre le depășesc cu mult pe cele convenționale în ceea ce privește densitatea de energie, densitatea de putere și stabilitatea ciclică”, a spus Choudhary.

Stabilitatea ciclică măsoară de câte ori poate fi încărcată, descărcată și reîncărcată o baterie înainte de a începe să se degradeze. De exemplu, o baterie litiu-ion poate fi reîncărcată de mai puțin de 1.500 de ori fără pierderi semnificative. Super-capacitorii cu materiale bidimensionale pot fi reîncărcați de câteva mii de ori.

Prin comparație, noul proces creat la UCF produce un super-capacitor care nu se degradează, chiar și după ce a fost reîncărcat de 30.000 de ori. Jung lucrează acum cu biroul de transfer tehnologic de la UCF pentru a breveta noul proces.

Super-capacitorii care utilizează  noile materiale ar putea fi utilizați în telefoane și alte gadget-uri electronice, precum și în vehiculele electrice, care ar putea beneficia de un progres uriaș in ceea ce privește viteza și puterea. Mai mult decât atât, pentru că sunt flexibili, aceștia ar putea însemna un avans semnificativ în tehnologia hainelor și accesoriilor inteligente.

“Nu este gata pentru comercializare”, a spus Jung. “Dar aceasta este demonstrația că funcționează, iar studiile noastre arată că există un impact foarte mare pentru mai multe tehnologii.”

Material adaptat după [3].

Referințe:

[1] ScienceDaily

[2] N.Choudhary, C. Li, H.-S. Chung, J. Moore, J. Thomas, Y. Jung. High-Performance One-Body Core/Shell Nanowire Supercapacitor Enabled by Conformal Growth of Capacitive 2D WS2 Layers. ACS Nano, (2016). DOI: 10.1021/acsnano.6b06111

[3] University of Central Florida

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s