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, Oxid, Klasické hodinky, Lithiová baterie, Malý kondenzátor, Rychlé nabíjení, UCLA, Systém výroby, Nabíjení, Výjimečný zážitek, Nejlepší chytré hodinky

Určitě si přečtěte

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

** Po půl roce je tu další aktualizace Windows ** A opět přináší hlavně hromadu drobných kosmetických vylepšení ** Podívali jsme se na ty nejzajímavější

17.  10.  2017 | Jakub Čížek | 183

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

** Fluent Design je vzhled, do kterého postupně Microsoft převleče celý systém ** Staví na průhlednosti a velkých plochách ** Do Windows 10 se z části dostane už zítra při vydání podzimní aktualizace

16.  10.  2017 | Stanislav Janů | 155

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

** Mozek se nechá snadno ošálit, a to mnoha způsoby ** Podívejte se na několik nejlepších optických iluzí ** Iluze dokazují, že vnímání reality může být značně zkreslené

16.  10.  2017 | Vojtěch Malý

Přichází doba hypersonických zbraní. Hrozí zvýšené riziko jaderného konfliktu

Přichází doba hypersonických zbraní. Hrozí zvýšené riziko jaderného konfliktu

** Světové mocnosti vyvíjí nové, nesmírně rychlé zbraně ** Jsou schopné pokořit rychlost Mach 5 ** Tyto zbraně mohou zvýšit riziko rozpoutání válečného konfliktu

Včera | Stanislav Mihulka | 19


Aktuální číslo časopisu Computer

Nový seriál o programování elektroniky

Otestovali jsme 17 bezdrátových sluchátek

Jak na nákup vánočních dárků ze zahraničí

4 tankové tiskárny v přímém souboji