Naładujesz telefon w 1 minutę, a samochód w 10. Superkondensatory nadchodzą

Każdy z nas niejednokrotnie zapomniał podładować telefonu przed wyjściem z domu i później często musiał uważać, aby go zbyt szybko nie rozładować. Dzięki superkondensatorom będzie można nawet w ostatniej chwili podłączyć smartfona do ładowania i wyjść z pełną baterią. Podobnie zresztą z samochodami elektrycznymi. Bateria się wyczerpuje? Wystarczy zatrzymać się na szybką kawę i w tym czasie naładować wóz do pełna. Ta wizja przyszłości nie wydaje się tak odległa, jeśli spojrzeć na najświeższe badania naukowców z USA.

Najnowsze badania naukowców z Uniwersytetu w Kolorado rzucają nowe światło na teorię stojącą za superkondensatorami. Daje to możliwość wykorzystania w niedługim czasie pełni ich możliwości.

Kondensatory elektrochemiczne dwuwarstwowe znane także jako ultrakondensatory lub superkondensatory różnią się trochę od klasycznych elementów tego typu. Standardowy kondensator przechowuje energię elektrostatycznie, tzn. ładuje przeciwsobnie dwa przewodniki, które są od siebie odizolowane. W ten sposób energia pozostaje w kondensatorze, w uproszczeniu, do czasu zwarcia obu przewodników ze sobą. 

Superkondensator przechowuje energię elektrochemicznie, czyli w sposób zbliżony do baterii. Wykorzystuje się do tego porowaty elektrolit np. węgiel aktywny. Dzięki temu powierzchnia, na której osadzają się jony, jest znacznie większa, co zwiększa bezpośrednio pojemność kondensatora. 

Ultrakondensatory przy niewielkim napięciu rzędu np. 2 V mogą mieć pojemność nawet kilku tysięcy faradów, czyli kilka rzędów wielkości obszerniejszą niż tradycyjne kondensatory. Ich największą zaletą jest jednak zdolność do bardzo szybkiego ładowania i rozładowywania. Superkondensatory mają również dłuższą żywotność w porównaniu do tradycyjnych baterii, ponieważ mogą przeprowadzić miliony cykli ładowania i rozładowania bez znaczącej degradacji.

Ankur Gupta, chemik i biolog z Uniwersytetu w Kolorado mówi, że wraz ze swoim zespołem uaktualnił Prawo Kirchhoffa, które odpowiada za całą podstawę naszej wiedzy o przepływie elektryczności.

Zdaniem Gupty, jony przemieszczają się inaczej w środowiskach porowatych, takich, jakie występują w superkondensatorach. Do tej pory, zgodnie z prawem Kirchhoffa, uważano odwrotnie. Odkrycie może mieć wpływ na zwiększenie gęstości energii nowych superkondensatorów, które dzięki temu staną się bardziej wydajne niż baterie litowo-jonowe. Na dzień dzisiejszy baterie mogą przechowywać około 10 razy więcej energii niż superkondensatory.

Naukowiec wspomina, że przed nimi jeszcze wiele pracy, aby nowe odkrycie wprowadzić do użycia w nowych technologiach. Podkreśla jednak, że może to być ogromny skok jakościowy w dziedzinie energetyki i odkrycie, które potężnie poprawi stan naszej planety.

***

Co myślisz o pracy redakcji Geekweeka? Oceń nas! Twoje zdanie ma dla nas znaczenie. 

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!