(Phys.org) - Een team van onderzoekers dat in China werkt, heeft een manier gevonden om de energieopslagcapaciteit van supercondensatoren drastisch te verbeteren door koolstofbuizen met stikstof te dopen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , het team beschrijft hun proces en hoe goed de nieuw ontwikkelde supercondensatoren werkten, en hun doel om op een dag supercondensatoren te helpen concurreren met batterijen.

Als een batterij, een condensator kan een lading vasthouden, in tegenstelling tot een batterij, echter, het kan heel snel worden opgeladen en ontladen - de keerzijde van condensatoren is dat ze niet zo veel lading per kilogram kunnen bevatten als batterijen. Het werk van het team in China is een stap in de richting van het vergroten van de hoeveelheid lading die kan worden vastgehouden door supercondensatoren (condensatoren die een veel hogere capaciteit hebben dan standaardcondensatoren - ze gebruiken over het algemeen op koolstof gebaseerde elektroden) - in dit geval ze rapporteren een drievoudige toename met behulp van hun nieuwe methode - en merken ook op dat hun supercondensator 41 wattuur per kilogram kon opslaan en 26 kilowatt per kilogram aan een apparaat kon leveren.

De nieuwe supercondensator is gemaakt door eerst een sjabloon te maken van buizen van silica. Het team bedekte vervolgens de binnenkant van de buizen met koolstof met behulp van chemische dampafzetting en etste vervolgens het silica weg, alleen de koolstofbuizen overlatend, elk ongeveer 4 tot 6 nanometer lang. Vervolgens, de koolstofbuizen waren gedoteerd met stikstofatomen. Van het resulterende materiaal werden elektroden gemaakt door het in poedervorm tot grafeenschuim te persen. De onderzoekers melden dat de doping hielp bij chemische reacties in de supercondensator zonder enige verandering in de elektrische geleidbaarheid te veroorzaken, wat betekende dat het nog steeds zo snel kon laden en ontladen als conventionele supercondensatoren. Het enige verschil was de drastisch verhoogde opslagcapaciteit.

Door de enorme toename van de opslagcapaciteit, het team gelooft dat ze op weg zijn om een ​​supercondensator te bouwen die rechtstreeks kan concurreren met batterijen, misschien zelfs lithium-ionbatterijen. Ze merken op dat dit zou betekenen dat je een telefoon in slechts enkele seconden kunt opladen. Maar voordat dat kan gebeuren, het team wil hun huidige nieuwe supercondensator industrialiseren, om het gebruik ervan in echte apparaten mogelijk te maken.

© 2015 Fys.org