News and events

ใหม่ graphene + carbon nanotube supercapacitor คู่แข่งแบตเตอรี่ลิเธียม

2015-08-20
ทีมนักวิจัยระดับนานาชาติได้คิดค้นสูตรสำหรับอุปกรณ์เก็บพลังงานแบบยืดหยุ่นด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ทำจากกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอนซึ่งสามารถเก็บพลังงานได้เพียงพอที่จะแข่งขันกับแบตเตอรี่ลิเธียมมาตรฐานทองคำ นั่นสำคัญเพราะอุปกรณ์ไม่ใช่แบตเตอรี่จริงๆแล้วมันเป็นซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่สามารถชาร์จและคายประจุได้เร็วกว่าแบตเตอรี่

มีความสำคัญเนื่องจากทีมวิจัยได้คิดค้นวิธีการประดิษฐ์ที่ส่งผลให้เส้นใยยาว (ตราบเท่าที่ยาว 50 เมตรจนถึงตอนนี้) ที่เปิดโอกาสทุกประเภทสำหรับการทอผ้าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ตัวใหม่ให้กลายเป็นเสื้อผ้าสู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา เนื่องจากเส้นใยนั้นมีค่าเป็นตัวนำสองเท่าจึงสามารถใช้แทนสายเพื่อลดขนาดและน้ำหนักของอุปกรณ์พกพารวมถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์

แบตเตอรี่เทียบกับ supercapacitors: ตรวจสอบอย่างรวดเร็ว

แบตเตอรี่และซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ทั้งเก็บพลังงาน แต่ก็มีประโยชน์ แบตเตอรี่มีความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถเก็บพลังงานได้นานขึ้น แต่มีความหนาแน่นพลังงานต่ำ นั่นหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถปลดปล่อยได้อย่างรวดเร็ว

supercapacitors มีปัญหาตรงข้าม: ความหนาแน่นพลังงานต่ำของพวกเขาหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถเก็บพลังงานได้มาก แต่ความหนาแน่นพลังงานสูงช่วยให้พวกเขาสามารถส่งพลังงานได้อย่างรวดเร็วเมื่อต้องการ

เคล็ดลับในการแก้ปัญหาความหนาแน่นของพลังงานสำหรับซุปเปอร์คาปาซิเตอร์คือการหาวัสดุที่มีสัดส่วนพื้นที่ผิวค่อนข้างสูงสำหรับการจัดเก็บพลังงาน

นั่นคือที่กราฟีน วัสดุนาโนของสหัสวรรษใหม่ ” เข้ามาวัสดุใหม่ที่ค้นพบเมื่อ 10 ปีก่อนแกรฟีนประกอบด้วยแผ่นคาร์บอนเพียงอะตอมเดียวหนา โครงสร้างสองมิตินั้นโดยทั่วไปคือพื้นที่ผิวทั้งหมด แต่ กราฟีนจู้จี้จุกจิกฉาวโฉ่ นำเสนอความท้าทายทั้งรูปแบบสำหรับการแปลพลังสู่การจัดเก็บพลังงาน ระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และสาขาอื่น ๆ

ทำให้เชื่อง graphene สำหรับ graphene / carbon nanotube supercapacitor

แผนผังข้างต้นมาจากการทำงานในปี 2009 supercapacitor ลูกผสมกราฟีน / คาร์บอน nanotube โดย dingshang yu ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยางในสิงคโปร์และกรณีของตะวันตกและล้มตายซึ่งเป็นสมาชิกของทีมวิจัยระหว่างประเทศปัจจุบัน (จีนยังเข้าร่วมผ่านมหาวิทยาลัยชิงหวา)

งานนี้แก้ปัญหาใหญ่ด้วยกราฟีน ความพยายามอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าวิธีไฮบริดนั้นดี แต่กราฟีนก็ไม่ได้ให้ความร่วมมือ:

…เทคนิคที่กล่าวมาข้างต้นส่วนใหญ่ [สำหรับการได้รับกราฟีนฟิล์ม] ประสบจากการขาดสถาปัตยกรรมภาพยนตร์ / การควบคุมทรัพย์สินที่นำไปสู่การสูญเสียพื้นที่ผิวสำหรับการจัดเก็บพลังงานเนื่องจาก การรวมกราฟีน สำหรับแอปพลิเคชันการจัดเก็บพลังงานดังนั้นจึงเป็นที่ต้องการอย่างสูงที่จะใช้ท่อนาโนคาร์บอนขนาด 1d (1d) กับ cnts เพื่อแยก 2d gns ออกจากกันเพื่อรักษาพื้นที่ผิวสูงของกราฟีน

การศึกษาในปี 2009 มาถึงกระบวนการชุมนุมด้วยตนเองเพื่อแก้ปัญหาส่งผลให้เกิดฟิล์ม graphene / carbon nanotube

เส้นใยไฮบริด supercapacitor

การศึกษาปัจจุบันนำโดยหยวนเฉินของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีหนานหยางและร่วมประพันธ์โดยได๋เพิ่งได้รับการตีพิมพ์ใน นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ . มันมีรายละเอียดว่าทีมแปลเทคนิคการประกอบตัวเองเป็นเส้นใยยาวได้อย่างไร:

วิธีการแก้ปัญหาที่ประกอบด้วยท่อนาโนผนังเดี่ยวกรดกราฟีนออกไซด์และเอทิลดีอามีนซึ่งส่งเสริมการสังเคราะห์และสารกราฟีนที่เติมไนโตรเจนด้วยไนโตรเจนจะถูกสูบผ่านท่อเสริมแคบยืดหยุ่นที่เรียกว่าคอลัมน์เส้นเลือดฝอยและอุ่นในเตาอบเป็นเวลาหกชั่วโมง

ข้อได้เปรียบของโครงสร้างนี้คือพื้นที่ผิวจำนวนมหาศาลสำหรับการจัดเก็บพลังงานและการนำไฟฟ้าคิดเป็น 396 ตารางเมตรต่อกรัมของไฟเบอร์

การเปรียบเทียบที่ดีกับลิเธียมนั้นแสดงให้เห็นในสถานะของแข็งไมโคร - ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ซึ่งทีมวิจัยได้รวบรวมจากเส้นใยนาโน / กราฟีน / คาร์บอนนาโนทิวบ์สองก้อน ด้วยเจลโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ / กรดฟอสฟอริกเป็นอิเล็กโทรไลต์ทำให้อุปกรณ์มีความหนาแน่น 6.3 ไมครอนชั่วโมงต่อลูกบาศก์มิลลิเมตร

ตามทีมวิจัยที่เปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมฟิล์มบางขนาด 4 โวลท์ / 500 ไมโครแอมป์

พวกเขายังพบสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับวิธีการจัดเรียงเส้นใย เมื่อมีการจัดเรียงเส้นใยสามคู่ในชุดแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าและเวลาสำหรับการชาร์จ / คายประจุยังคงเหมือนเดิม

อย่างไรก็ตามเมื่อมีการจัดเรียงคู่กันสามคู่ทั้งกระแสไฟขาออกและเวลาในการชาร์จ / คายประจุจะเพิ่มเป็นสามเท่า

อาจมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อพูดถึงเรื่องต้นทุนและซัพพลายเชน เมื่อเทียบกับลิเธียมท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนจะมีราคาถูกและพร้อมใช้งานมากขึ้น

นอกจากนี้ยังให้ความช่วยเหลือในการเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายที่น่าพอใจไฮบริดซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ดูเหมือนจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟทั่วไป

ทีมทดสอบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ของพวกเขาที่ 10,000 รอบ / รอบและมีการรักษาประสิทธิภาพไว้ที่ 93 เปอร์เซ็นต์ รีชาร์จไฟทั่วไปจะสูญเสียประสิทธิภาพก่อนที่จะถึง 1,000 รอบเครื่องหมาย

เส้นใยจะยังคงประสิทธิภาพเมื่ออยู่ภายใต้การทดสอบความยืดหยุ่นและความเครียด

คอยติดตามเพราะทีมวิจัยกำลังคิดล่วงหน้าว่าจะใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ตัวใหม่กับแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์และเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์

ข้อมูลเพิ่มเติม: www.greentechee.com

ฝากข้อความ ยินดีต้อนรับสู่ GTCAP
ถ้าคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์ของเราและต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมกรุณาฝากข้อความที่นี่เราจะตอบคุณโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้

บ้าน

ผลิตภัณฑ์

เกี่ยวกับ

ติดต่อ