TU Graz тестирует устойчивый гибридный суперконденсатор

 

Исследователи TU Graz (Технологического университета Граца) исследовали новый, перспективный вариант гибридного суперконденсатора. Он способен хранить большое количество энергии и, таким образом, сочетает в себе преимущества батареи и конденсатора. Гибридный суперконденсатор можно использовать как недорогой стационарный накопитель энергии.
Гибридный суперконденсатор TU Graz
Суперконденсаторы можно заряжать с молниеносной скоростью, но они еще не могут накапливать столько энергии, сколько современные литий-ионные батареи. Гибридные суперконденсаторы отличаются друг от друга; они сочетают в себе лучшее из обоих миров: Они могут заряжаться так же быстро, как конденсаторы, и накапливать почти столько же энергии, сколько и батареи. Кроме того, суперконденсатор выдерживает около миллиона циклов зарядки, в то время как литий-ионные батареи на сегодняшний день выдерживают всего несколько тысяч.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
 
ЭФИРЫ c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами 
в закрытом клубе course.econet.ru
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
В настоящее время ученые Технологического университета Граца исследовали особенно устойчивый вариант гибридного суперконденсатора. Он имеет положительный аккумуляторный Электролит – это водный йодид натрия (NaI), т.е. соленая вода. «Это делает эту систему особенно экологичной, экономичной, негорючей и легко утилизируемой», – объясняет Кристиан Прехал, первый автор исследования. Исследователи сообщили о результатах в научном журнале «Nature Communications».
TU Graz тестирует устойчивый гибридный суперконденсатор
Там они описывают, как работает накопление энергии в этом гибридном суперконденсаторе. Используя малоугловое рентгеновское рассеяние и рамановскую спектроскопию, они смогли показать, что твердые наночастицы йода образуются в углеродных нанопорах электрода батареи во время зарядки. Они снова растворяются во время разряда. Этот вывод имеет далеко идущие последствия, сообщают исследователи. Это противоречит ранее предполагаемому механизму реакции и обеспечивает гораздо более высокую плотность энергии.
«Только благодаря небольшим размерам нанопор менее 1 нанометра – т.е. 1 миллионной доли миллиметра – твердый йод остается стабильным. Степень заполнения твердым йодом определяет, сколько энергии может накапливаться в электроде. Таким образом, накопительная емкость йод-углеродных электродов может достигать невостребованных величин, сохраняя всю химическую энергию в твердых частицах йода», – объясняет Кристиан Прехал.
Эти результаты теперь открывают путь к гибридным суперконденсаторам или электродам батарей с гораздо более высокой плотностью энергии и чрезвычайно быстрым процессом зарядки и разрядки, заявили в TU Graz. Благодаря целенаправленным усовершенствованиям они могут стать невоспламеняющейся, экономичной и устойчивой альтернативой современным стационарным системам хранения энергии на основе литий-ионных батарей. По их словам, это может быть привлекательным вариантом, особенно для солнечной энергии, вырабатываемой в частных домохозяйствах.
Исследователи также сообщают об еще одном прорыве: они использовали рамановскую спектроскопию, которая использует взаимодействие света с веществом, чтобы получить представление о структуре или свойствах материала. Рентгеновское рассеяние на малые углы (SAXS; малоугловое рентгеновское рассеяние) также делает видимыми структурные изменения во время электрохимических реакций. Эти два метода были использованы  вживую во время зарядки и разрядки в специально разработанной электрохимической ячейке, и впервые на гибридном суперконденсаторе с водным электролитом NaI. Этот новый метод исследований в будущем может быть широко использован в области хранения электрохимической энергии.

гразсуперконденсатор

 

Исследователи TU Graz (Технологического университета Граца) исследовали новый, перспективный вариант гибридного суперконденсатора. Он способен хранить большое количество энергии и, таким образом, сочетает в себе преимущества батареи и конденсатора. Гибридный суперконденсатор можно использовать как недорогой стационарный накопитель энергии.

 

Суперконденсаторы можно заряжать с молниеносной скоростью, но они еще не могут накапливать столько энергии, сколько современные литий-ионные батареи. Гибридные суперконденсаторы отличаются друг от друга; они сочетают в себе лучшее из обоих миров: Они могут заряжаться так же быстро, как конденсаторы, и накапливать почти столько же энергии, сколько и батареи. Кроме того, суперконденсатор выдерживает около миллиона циклов зарядки, в то время как литий-ионные батареи на сегодняшний день выдерживают всего несколько тысяч.

 

В настоящее время ученые Технологического университета Граца исследовали особенно устойчивый вариант гибридного суперконденсатора. Он имеет положительный аккумуляторный Электролит – это водный йодид натрия (NaI), т.е. соленая вода. «Это делает эту систему особенно экологичной, экономичной, негорючей и легко утилизируемой», – объясняет Кристиан Прехал, первый автор исследования. Исследователи сообщили о результатах в научном журнале «Nature Communications».

 

Там они описывают, как работает накопление энергии в этом гибридном суперконденсаторе. Используя малоугловое рентгеновское рассеяние и рамановскую спектроскопию, они смогли показать, что твердые наночастицы йода образуются в углеродных нанопорах электрода батареи во время зарядки. Они снова растворяются во время разряда. Этот вывод имеет далеко идущие последствия, сообщают исследователи. Это противоречит ранее предполагаемому механизму реакции и обеспечивает гораздо более высокую плотность энергии.

 

«Только благодаря небольшим размерам нанопор менее 1 нанометра – т.е. 1 миллионной доли миллиметра – твердый йод остается стабильным. Степень заполнения твердым йодом определяет, сколько энергии может накапливаться в электроде. Таким образом, накопительная емкость йод-углеродных электродов может достигать невостребованных величин, сохраняя всю химическую энергию в твердых частицах йода», – объясняет Кристиан Прехал.

 

Эти результаты теперь открывают путь к гибридным суперконденсаторам или электродам батарей с гораздо более высокой плотностью энергии и чрезвычайно быстрым процессом зарядки и разрядки, заявили в TU Graz. Благодаря целенаправленным усовершенствованиям они могут стать невоспламеняющейся, экономичной и устойчивой альтернативой современным стационарным системам хранения энергии на основе литий-ионных батарей. По их словам, это может быть привлекательным вариантом, особенно для солнечной энергии, вырабатываемой в частных домохозяйствах.

 

Исследователи также сообщают об еще одном прорыве: они использовали рамановскую спектроскопию, которая использует взаимодействие света с веществом, чтобы получить представление о структуре или свойствах материала. Рентгеновское рассеяние на малые углы (SAXS; малоугловое рентгеновское рассеяние) также делает видимыми структурные изменения во время электрохимических реакций. Эти два метода были использованы  вживую во время зарядки и разрядки в специально разработанной электрохимической ячейке, и впервые на гибридном суперконденсаторе с водным электролитом NaI. Этот новый метод исследований в будущем может быть широко использован в области хранения электрохимической энергии.

 

 

https://econet.ru/articles/tu-graz-testiruet-ustoychivyy-gibridnyy-superkondensator

 


17.11.2020