Nova elektroda daje zmogljivost shranjevanja mikro-superkondenzatorja | 2020

Vsebina:

Anonim

Raziskava je objavljena 30. septembra 2015 v Ljubljani Napredni materiali .

Z razvojem elektronskih sistemov na vozilu3 in brezžične tehnologije, je postala miniaturizacija naprav za shranjevanje energije nujna. Mikro baterije so zelo razširjene in zaradi svoje kemijske lastnosti shranjujejo veliko količino energije. Vendar pa so pod vplivom temperaturnih nihanj in trpijo zaradi nizke električne energije in omejene življenjske dobe (pogosto okoli nekaj sto ciklov polnjenja / praznjenja). Nasprotno imajo mikro-superkondenzatorji visoko moč in teoretično neskončno življenjsko dobo, vendar shranjujejo le majhno količino energije.

V zadnjih desetih letih so bili mikropodmerniki vse več raziskav, vendar konkretne aplikacije niso izhajale iz njega. Njihova manjša energijska gostota, tj. Količina energije, ki jo lahko shranijo v danem volumnu ali površini, je pomenila, da niso mogli napajati senzorjev ali mikroelektronskih komponent. Raziskovalcem iz skupine Intégration de systèmes de gestion de l'énergie v LAAS-CNRS so v sodelovanju z INRS v Quebecu uspeli odpraviti to omejitev z združevanjem najboljših mikro-superkapacitorjev in mikro-baterij.

Razvili so elektrodni material, katerega gostota energije presega vse dosedanje razpoložljive sisteme. Elektroda je narejena iz zelo porozne zlata, v katero je vstavljen rutenijev oksid. Sintetizira se z elektrokemijskim postopkom. Te drage materiale lahko uporabite tukaj, ker so komponente majhne: kvadratnih milimetrov. Ta elektroda je bila uporabljena za izdelavo mikro-superkapacitorja z energijsko gostoto 0,5 J / cm2, ki je približno 1000-krat večji od obstoječih mikro-superkapacitorjev in je zelo podoben gostotnim značilnostim trenutnih Li-ionskih mikro-baterij.

S to novo energijsko gostoto, njihovo dolgo življenjsko dobo, visoko močjo in toleranco na temperaturna nihanja bi lahko ti mikro-superkondenzatorji končno uporabili v nosljivih, inteligentnih mikrosistemih na vozilu.

Opombe

1 LAAS je del inštituta Carnot. Člani te priznane mreže vodijo raziskave, ki osvežujejo svoje znanstvene in tehnološke spretnosti, ter spodbujajo premišljeno skupno raziskovalno politiko, ki koristi podjetniškim partnerjem.

2 Institut national de la recherche scientifique.

3 Sistemi na vozilu so nosljivi elektronski sistemi. Pogosto morajo izpolnjevati omejitve glede velikosti in porabe.