A Közép-Floridai Egyetem (University of Central Florida, UCF) kutatócsapata létrehozott egy szuperkondenzátor akkumulátor prototípust, ami egészen varázslatos jellemzőkkel bír.

Jelenleg az okostelefonok akkuja folyamatosan veszít töltéstároló képességéből másfél évnyi használatot követően, nagyjából 1500 töltésig tudja tartani névleges kapacitását, miután elkezd csökkeni. Ezzel szemben a UCF szuperkondenzátor fejlesztése akár 30 ezerszer is újratölthető anélkül, hogy jelentős változás következzen be rajta ezen a téren. Emellett - a kutatók állítása szerint – csupán pár másodperc a töltési idő, és ezzel akár egy hétig tartó üzemidőt is el lehet érni.

Nanoanyagok a csatasorban

Korunk egyik hívószava, a nanorészecskék alkalmazása hozta el az áttörést, általuk jöhetett létre az új szuperkondenzátor, mely egy nap lecserélheti majd a hagyományos akkumulátorokat az elektronikus eszközökben. És nem csak az okostelefonokban; mivel a prototípus rugalmas kialakítású, ezért a viselhető eszközök energiaellátását is forradalmasíthatja.

„Ha lecserélnék az akkumulátorokat az új szuperkondenzátorokra, akkor a mobiltelefonok feltöltése alig pár másodpercet venne igénybe, ezt követően pedig egy hétig nem is kellene foglalkozni egy újabb töltés gondolatával” – állította a UCF kutatóinak egyike, Nitin Choudhary.

A szuperkondenzátorok statikus elektromosság használatával tárolnak energiát, ami pont az ellentéte napjaink lítium-ionos akkujai működési módszerének; utóbbiakban ugyanis elektrokémiai reakciók biztosítják az energiatárolást és -leadást. Az új fejlesztés ezzel szemben gyakorlatilag kétdimenziós, mindössze pár atom vastag anyagokra épül.

2D-ben a világ

Nem ez az első próbálkozás extrém vékony anyagok alkalmazására az akkumulátortechnológiában, az egyre kedveltebbé váló grafénnel például több kísérletet is végeztek már az energiatárolás paramétereinek fokozása végett. Sajnos limitált eredményeket tudtak csak felmutatni a kutatók, ezért döntött úgy a UCF csapata, hogy a már létező anyagokkal fog kísérletezni.

„Egyszerű kémiai szintézissel nagyon szépen tudtunk integrálni létező anyagokat kétdimenziós anyagokkal” – árulta el a kutatást vezető Yeonwoong Eric Jung. Csapata nanométeres vastagságú, kétdimenziós anyagokkal szigetelt vezetékek millióinak használatával hozott létre szuperkondenzátorokat. Ez a kialakítás szupergyors elektroncserét jelent, ami pedig jelentősen megnövelt töltési és kisülési jelenségekre képes. A kétdimenziós anyagok pedig a nagy energiasűrűségért és a rugalmas kialakításért felelősek.

Mint azt ilyenkor általában le szoktuk írni, a kutatás még kezdeti stádiumban leledzik; maga Jung is megjegyezte, hogy messze van még a kereskedelmi forgalomban kapható termékek létrehozása.