Martin Maciaszek/Flickr

Siêu tụ giải phóng năng lượng rất lớn và có tiềm năng đáng kinh ngạc trong việc cung cấp năng lượng công nghệ của chúng ta. Vấn đề là nó không lưu trữ nhiều năng lượng như pin - nhưng kỹ thuật sản xuất mới này sẽ sớm thay đổi tất cả.

"Nếu họ thay pin với các siêu tụ điện, bạn có thể sạc điện thoại di động của bạn trong một vài giây và bạn sẽ không cần phải sạc lại nó trong hơn một tuần" - Nitin Choudhary, một trong những nhà nghiên cứu từ Đại học Central Florida cho biết.

Ngay bây giờ, một siêu tụ có thể lưu trữ nhiều năng lượng như một pin lithium-ion và thậm chí sẽ lớn hơn nhiều so với những gì có thể phù hợp với một điện thoại tiêu chuẩn.

Nhưng bằng cách đưa ra một phương pháp mới để gắn vật liệu nano hai chiều vào các siêu tụ điện, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các siêu tụ điện nhỏ hơn rất nhiều, nhẹ hơn và linh hoạt hơn - với khả năng lưu trữ nhiều hơn.

Pin lithium-ion hiện nay nói chung có thể được sạc lại ít hơn 1.500 lần mà không làm giảm nhiều độ bền, nhưng các siêu tụ điện mới có thể được sạc hơn 30.000 lần mà không bị giảm độ bền.

Đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học đã cố gắng sử dụng các vật liệu nano để thúc đẩy các siêu tụ điện - đó là một cái gì đó các nhà nghiên cứu đã làm liên tục trong nhiều năm.

Nhưng trong quá khứ, các đội đã đấu tranh để hợp nhất hiệu quả các tài liệu.

"Đã có vấn đề trong việc kết hợp những vật liệu hai chiều vào các hệ thống hiện có – và đã tạo được một nút thắt trong lĩnh vực này", nhà nghiên cứu chính, Yeonwoong 'Eric' Jung nói.

Thay vào đó, Jung và nhóm của ông đã sử dụng một phương pháp tổng hợp hóa học đơn giản để tích hợp các siêu tụ điện với các vật liệu hai chiều và tăng hiệu quả của nó.

Nếu bạn tưởng tượng nó giống như một dây tráng thì phần cốt lõi là phần chủ chốt cho sạc và xả siêu nhanh làm cho các siêu tụ mạnh mẽ như vậy. Và lớp phủ hai chiều sẽ cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng.

University of Central Florida

"Đối với các thiết bị điện tử nhỏ, vật liệu của chúng tôi đang vượt qua những cái thông thường trên thế giới về mật độ năng lượng và sự ổn định theo chu kỳ" Choudhary cho biết.

Trong đó tiềm năng cho điện thoại là thú vị nhất. Nếu đội các đội có thể làm cho các siêu tụ điện hiệu quả hơn, nó cũng có thể giúp cho cuộc cách mạng xe điện.

Hiện nay khả năng ứng dụng xe điện là rất lớn, nhưng ngay cả những mô hình hiệu quả nhất phải dựa vào pin sạc chậm, sạc nặng cũng có thể. Nếu pin được thay thế bằng các siêu tụ điện thì hiệu quả có thể được tính trong vài giây và sẽ nhẹ hơn nhiều.

Phương pháp mới này dù chưa đạt được đến mức độ như mong muốn, nhưng nhóm nghiên cứu cho rằng nó có tiềm năng xa hơn nữa trong tương lai.

Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc để được cấp bằng sáng chế kỹ thuật. Công việc của họ đã được công bố trong ACS Nano./.