Hybridní superkondenzátor se nabije rychle a vydrží dlouho

Vědci vytvořili speciální hybridní superkondenzátor, který kombinuje výhody rychlého nabíjení kondenzátorů a zároveň velké kapacity jakou mají klasické baterie.

Výdrž mobilních zařízení – ať už jde o notebooky, chytré telefony nebo v nejnovějším případě třeba i chytré hodinky, je pro většinu uživatelů hlavním problémem, který je nutné neustále vyřešit.

I když nelze v nejbližší době očekávat rapidní zvýšení kapacity baterií, v poslední době se objevilo několik technologií využívající hlavní výhodu kondenzátorů – extrémně rychlé nabíjení. Pomalé nabíjení klasických baterií je totiž jedna část problému, který by mohl výrazně zlepšit uživatelský zážitek z používání mobilních zařízení. Pokud by nabíjení zařízení trvalo sekundy či minuty, byla by výdrž méně otravná.

Kondenzátory se sice dokážou rychle nabít, ale nemají takovou kapacitu jako klasické baterie, což znamená i nevhodné použití pro reálná mobilní zařízení. Vědci z kalifornského institutu NanoSystems (UCLA) ale vytvořili unikátní hybridní řešení.

To nejlepší ze superkondenzátoru i baterie

Superkondenzátory jsou výjimečné tím, že je možné je nabíjet extrémně rychle – i v řádu pouhých sekund. Navíc mají i vysokou odolnost a lze nabíjet a vybíjet klidně i milionkrát, zatímco klasické baterie mají životnost spíše stovky, maximálně tisíce cyklů.

Superkondenzátory ale nejsou vhodné pro nahrazení klasických baterií, protože nedokážou udržet tak velkou kapacitu pro dlouhodobé napájení mobilních zařízení. Takovou přednost mají klasické baterie, jejichž nabití ale trvá několik hodin a počet nabití je poměrně omezený.

Klepněte pro větší obrázek
Díky rychlému nabíjení lze hybridní superkondenzátor dobře použít i v kombinaci se soláními články

Vědci tak vytvořili speciální hybridní trojrozměrný superkondenzátor, který využívá výhody obou technologií. Je možné ho nabíjet velmi rychle, má velkou kapacitu a vydrží přibližně 10 000 nabíjecích cyklů. V oblasti mobilních zařízení je však důležitý ještě jeden parametr – velikost.

Klepněte pro větší obrázek
Soustava devíti asymetrických buněk v paralelním zapojení 3 × 3

A právě na tuto vlastnost se zaměřuje i dodatečný druh - mikrosuperkondenzátor, který v rámci velmi malé velikosti dosahuje vysoké kapacity. Dle oznámení má dokonce dvakrát větší kapacitu než běžné lithiové thin-film baterie a to při pětinové tloušťce.

Snadná výroba

Systém výroby není nijak náročný, právě naopak. Oproti výrobě běžných superkondenznátorů nejsou potřeba vysoké teploty ani speciální místnosti s velmi nízkou vlhkostí. Technologie kombinuje LSG (Laser-Scribed Graphene), který zajišťuje rychlé nabíjení a udržení elektrického náboje a oxid manganičitý, jež se používá u současných alkalických baterií. Výhodou tohoto materiálu je jeho snadná dostupnost a tedy i nízká cena.

Klepněte pro větší obrázek
Ukázka různých druhů vyrobených "superbaterií"

Výsledkem je nový typ hybridního superkondenzátoru, který má šestkrát vyšší kapacitu než ten nejlepší superkondenzátor současnosti. Vědci už vyrobili několik různých druhů zapojení jednotlivých buněk v asymetrickém i symetrickém uspořádání.

Klepněte pro větší obrázekMikrosuperkondenzátory vytvořené pomocí Malování a vypálené na DVD s pozlaceným povrchem (GO) 

Výroba by měla být dle tvrzení snadno škálovatelná a tedy použitelná pro hromadnou výrobu, kdy se toho ale dočkáme, zatím není jasné. Už teď je ale jisté, že baterie v nejbližší budoucnosti půjdou právě tímto hybridním směrem.

Podrobnější informace o technologii naleznete na oficiálních stránkách institutu Pnas.org.

Témata článku: Technologie, Nejlepší chytré hodinky

52 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Jan Veselý 8. 4. 2015 11:38:01
    Jak už tady někdo zmínil: uvádí 852 mF/cm2 potažmo 1136.5F/cm3 Takže...
  • Kaja_33 7. 4. 2015 11:47:29
    další nová superbaterie:...
  • jirkatom 6. 4. 2015 9:28:15
    Předpokládám, že článek byl opožděný aprílový vtip ?
Určitě si přečtěte

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

** Gary Kildall pochopil, že levné výpočetní čipy mohou posloužit jako univerzální počítače pro všechny ** Připravil pro ně proto první operační systém ** Později mu systém vyfoukl Microsoft a nazval ho MS DOS

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 51

Původní Starcraft: Brood War je nyní zdarma. Konec práce! Jde se pařit

Původní Starcraft: Brood War je nyní zdarma. Konec práce! Jde se pařit

** Legendární hra Starcraft je nyní k dispozici zdarma ** Chystá se i nová remasterovaná verze s hezčí grafikou

19.  4.  2017 | Jakub Čížek | 25

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

** Už je to tady, lidé přestávají chápat počítače ** Systémy neuronových sítí začínají pracovat tak, že ani jejich tvůrci přesně neví, co se uvnitř děje ** Do budoucna to může být závažný problém

Včera | Jakub Čížek | 110

Brno otevřelo největší českou dílnu pro bastlíře. Kladívka, vrtačky, 3D tiskárny, laserové řezačky. Je tu vše

Brno otevřelo největší českou dílnu pro bastlíře. Kladívka, vrtačky, 3D tiskárny, laserové řezačky. Je tu vše

** Máte nápad, ale chybí vám stroje a pořádná dílna? ** Chcete postavit ptačí budku, nebo krabičku pro Arduino? ** Brno otevřelo svůj FabLab – laboratoř pro bastlíře

19.  4.  2017 | Jakub Čížek | 31

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

** Slavný osmibitový počítač Sinclair ZX Spectrum byl uveden právě před 35 lety ** Připomeňte si tento průkopnický počítač v tematických článcích ** Podívejte se, jak funguje dnes

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 13

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

** David si nedokáže představit práci bez dvou a více monitorů ** Kubovi naopak stačí jeden a ve více displejích se ztrácí ** Jaký přístup je lepší?

23.  4.  2017 | Jakub Čížek | 59


Aktuální číslo časopisu Computer

První test AMD Ryzen

Velké testy: 22 powerbank a 8 bezdrátových setů

Radíme s koupí Wi-Fi routeru

Co dokáží inteligentní domy?