Fizikçiler süper kapasitörler için yeni bir malzeme sundular – verimli, hafif ve yüksek şarj akımlarına dayanıklı. Buna dayalı cihazların yakında ticari cihazlarda kullanılması planlanıyor.
Elektrikli araçların yayılmasını engelleyen ana faktörlerden biri şarj hızlarıdır. Tesla Supercharger istasyonlarını kullanırken bile arabayı bir şekilde şarj etmek için yaklaşık yarım saat harcamanız gerekecek. Süper kapasitör pil teknolojisi bu süreci hızlandırabilir ve şarj sürelerini normal yakıt ikmali ile karşılaştırılabilir hale getirebilir. Ancak şimdiye kadar, süper kapasitörler oldukça pahalı, yüksek voltajlarda kararsız ve istediğimiz kadar enerji yoğun değil.
Yeni nesil süper kapasitörlerin önceki örnekleri grafen kullanıyordu, ancak çalışmanın yazarları onu lignin ile değiştirmeye karar verdiler. Bu, aynı özelliklere sahip modern muadillerinden daha hafif ve daha küçük bir yapı oluşturmayı mümkün kılmıştır. Bu özellik kombinasyonu, yeni süper kapasitörleri otobüs, taksi ve tramvay gibi kısa mesafelerde seyahat eden elektrikli araçlarda kullanım için ideal hale getiriyor. Toplu taşıma dururken, pilleri o kadar şarj edebilir ki birkaç kilometre daha dayanabilir.
Bilim adamları, çalışmalarında ligninden bir nanofiber oluşturdular ve bu daha sonra yoğun bir yapıya sıkıştırıldı. Bu, şarj birikimine katkıda bulunmayan mikrometre boyutundaki gözeneklerin sayısını azaltmalarına izin verdi. Aynı zamanda bilim adamları, elektrik yükü biriktiren tek tek liflerin gözenekliliğini korumayı başardılar. Bu çalışma, iç mikro yapıları üç boyutlu olarak analiz etmek için gelişmiş görüntüleme tekniklerinin kullanılmasıyla mümkün olmuştur.
Araştırmacılar şu anda bu teknolojiyi ticari olarak uygulanabilir kılmak için çalışıyorlar. Yazarlar ayrıca, ticari cihazlarda kullanılabilecek, aşındırıcı olmayan ve daha ekonomik elektrolitli yeni bir süper kapasitör geliştiriyorlar.
Geliştirme makalesi Advanced Science dergisinde yayınlandı.