Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Chủ nhật, 19/05/2024 | 10:11

Chủ nhật, 19/05/2024 | 10:11

Tin KHCN

Cập nhật lúc 14:07 ngày 02/07/2014

Chế tạo siêu tụ điện bằng cách kết hợp graphene và ống nano các bon

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế thuộc trường Đại học công nghệ Nanyang, Singapo, Đại học Thanh Hoa ở Bắc Kinh, Trung Quốc và Đại học Case Western Reserve ở Ohio, Hoa Kỳ đã sản xuất siêu tụ điện bằng cách đốt nóng và liên kết các tấm graphene nhỏ và các ống nano các bon để hình thành mạng lưới sợi đan xen liên tục.

Các nhà nghiên cứu cho biết: điện dung của siêu tụ điện là 300 Fara/cm2 và mật độ thể tích năng lượng 6,3 μW/mm2, nghĩa là siêu tụ điện mới chế tạo có thể sánh ngang với pin Lithim-ion màng mỏng 4V và 500 µA, đủ để vận hành nhiều thiết bị tiêu thụ ít điện năng, cũng như các linh kiện điện tử như đèn LEDs.

Đến nay, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một tấm sợi đan xen dài 50m trong qui trình kết hợp liên tục trong phòng thí nghiệm với mức khoảng 1m sợi mỗi giờ. Quy trình này khi được mở rộng qui mô, có thể sản xuất khối lượng lớn sợi siêu tụ điện trên quy mô thương mại, làm giảm giá thành và tăng tính phổ biến của sợi.

Nhà nghiên cứu Dingshan Yu cho rằng: Siêu tụ điện mới tiếp tục hoạt động, thậm chí sau hàng trăm lần mà hiệu suất không giảm.

Khả năng uốn cong liên tục của vật liệu siêu tụ điện so với hình dạng ban đầu trong khi vẫn duy trì khả năng tích điện và tính toàn vẹn của cấu trúc dẫn đến nó có thể được dệt vào quần áo, ba lô, giày dép và các sản phẩm khác để cung cấp một hệ thống cấp điện mang theo người. Hệ thống này sẽ cấp điện cho thiết bị theo dõi y tế, thiết bị GPS hoặc những ứng dụng khác, cho phép con người di chuyển tự do hơn.

Hơn nữa, khối lượng thấp và mật độ thể tích cao của siêu tụ điện làm từ graphene và ống nano giúp khắc phục hạn chế về trọng lượng của xe điện. Với khối lượng chỉ bằng một phần nhỏ của pin tích điện, cùng với khả năng sạc và xả sạc được hơn 10.000 chu kỳ, thiết bị tích điện siệu nhẹ này có thể là giải pháp cho ngành công nghiệp ô tô điện.

Bằng cách khai thác ưu thế về khả năng uốn cong, siêu tụ điện có thể được nén với mật độ cao vào nhiều không gian khác nhau trên xe, do đó, các chuyên gia thiết kế xe điện không cần dành diện tích lớn để chứa pin.

Mặc dù cần thực hiện thêm nhiều nghiên cứu, nhưng vật liệu này hứa hẹn mở ra những con đường mới để kết hợp các thiết bị tích điện như một thành phần tích hợp, thay vì tách biệt với thiết bị.

 Mai Ka Theo Gizmag

 

lên đầu trang