Science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Laadt u uw laptop binnen een minuut op? Supercondensatoren kunnen helpen; nieuw onderzoek biedt aanwijzingen

Supercondensatoren hebben het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we onze elektronische apparaten opladen. In tegenstelling tot traditionele batterijen, waarbij het opladen uren kan duren, kunnen supercondensatoren binnen enkele seconden of minuten worden opgeladen. Dit komt door het feit dat supercondensatoren energie opslaan in een elektrisch veld, in plaats van via chemische reacties zoals batterijen.

Een van de uitdagingen met supercondensatoren is echter dat ze een relatief lage energiedichtheid hebben in vergelijking met batterijen. Dit betekent dat ze bij een bepaalde grootte en gewicht minder energie kunnen opslaan. Als gevolg hiervan worden supercondensatoren nog niet veel gebruikt in draagbare elektronische apparaten, zoals laptops en smartphones.

Nieuw onderzoek van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) zou deze uitdaging kunnen helpen overwinnen. De onderzoekers hebben een nieuw type supercondensator ontwikkeld die een veel hogere energiedichtheid heeft dan eerdere ontwerpen. Deze doorbraak zou de weg kunnen vrijmaken voor het gebruik van supercondensatoren in een breder scala aan elektronische apparaten, waaronder laptops.

De nieuwe supercondensator is gemaakt van een materiaal genaamd grafeen, een enkele laag koolstofatomen. Grafeen heeft een zeer groot oppervlak, waardoor het een grote hoeveelheid energie in een elektrisch veld kan opslaan. De onderzoekers gebruikten ook een nieuwe techniek om het grafeen tot een driedimensionale structuur te vouwen, waardoor het oppervlak en de energieopslagcapaciteit verder toenemen.

Uit tests bleek dat de nieuwe supercondensator tien keer meer energie kon opslaan dan eerdere ontwerpen. Hij kon ook in slechts één minuut worden opgeladen, vergeleken met uren voor traditionele batterijen.

De onderzoekers denken dat hun nieuwe supercondensator gebruikt kan worden om laptops in slechts een paar minuten op te laden. Dit zou een grote doorbraak zijn, omdat het de noodzaak zou elimineren om uren te wachten voordat een laptop is opgeladen.

De nieuwe supercondensator bevindt zich nog in de beginfase van ontwikkeling, maar heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we onze elektronische apparaten opladen. Als dit lukt, kan dit leiden tot een nieuwe generatie laptops en andere elektronische apparaten die binnen enkele minuten kunnen worden opgeladen.

Hier zijn enkele van de belangrijkste voordelen van supercondensatoren ten opzichte van traditionele batterijen:

* Snel opladen: Supercondensatoren kunnen binnen enkele seconden of minuten worden opgeladen, vergeleken met uren voor traditionele batterijen.

* Hoge vermogensdichtheid: Supercondensatoren kunnen hoge stroomstoten leveren, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen die in korte tijd veel stroom vereisen.

* Lange levensduur: Supercondensatoren kunnen miljoenen laad-ontlaadcycli meegaan, vergeleken met een paar honderd cycli voor traditionele batterijen.

* Breed temperatuurbereik: Supercondensatoren kunnen werken in een breed temperatuurbereik, van -40°C tot 85°C.

Supercondensatoren hebben echter ook enkele nadelen vergeleken met traditionele batterijen:

* Lage energiedichtheid: Supercondensatoren hebben een relatief lage energiedichtheid vergeleken met batterijen, wat betekent dat ze bij een bepaald formaat en gewicht minder energie kunnen opslaan.

* Hoge kosten: Supercondensatoren zijn momenteel duurder dan traditionele batterijen.

Ondanks deze nadelen hebben supercondensatoren het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we onze elektronische apparaten opladen. Naarmate onderzoek de energiedichtheid en de kosten van supercondensatoren blijft verbeteren, zullen ze waarschijnlijk steeds gebruikelijker worden in een breed scala aan toepassingen.