新しい曲げ可能なスーパーキャパシタは10分でEVを充電できます

• 研究者は、高電力密度と高エネルギー密度の両方を提供する柔軟なスーパーキャパシタを構築しました。
• 180度曲げても、パフォーマンスの低下は見られません。
• 5,000サイクル後、容量の97.8％を保持できます。

スーパーキャパシタは、モバイル電源用の有望な電気化学エネルギー貯蔵デバイスです。二次電池と電解コンデンサのギャップを埋めます。

安全な動作、高い電力密度、長いサイクリング寿命を実現できますが、実際のアプリケーションはエネルギー密度が低いために制限されます。

現在、ロンドン大学ユニバーシティカレッジと中国科学院の研究者は、長期間にわたって使用するために信じられないほどの量のエネルギーを迅速かつ安全に充電する柔軟なスーパーキャパシタを設計しました。

既存の高出力コンデンサとは異なり、小さなスペースに大量のエネルギーを蓄えることができます。このデバイスはまだ開発の初期段階にありますが、スマートフォン、ウェアラブルテクノロジー、電気自動車（EV）などの多くのアプリケーションでポータブル電源として大きな可能性を示しています。

この新しく開発されたスーパーキャパシタは、既存のバッテリテクノロジと一緒に使用することも、その代わりに使用して、より多くの電力を供給することもできます。

液体電解質（爆発の危険性を最小限に抑える）を含まず、性能を低下させることなく180度まで曲げることができます。これらの機能により、ウェアラブルデバイスや曲がりくねったスマートフォンに統合するのに最適です。

最適化された資料

研究チームは、細孔を備えた特殊なグラフェン電極材料を使用する新しい設計を構築しました。電荷を効率的に保存するために、細孔のサイズを変更することができます。彼らは複数の構成で材料をテストし、細孔径が電解質中のイオンの直径と等しい場合にデバイスが最高の性能を発揮することを発見しました。

この調整により、新しいスーパーキャパシタに2つの特性が与えられます。

1. 高電力密度：充電/放電の速さ。
2. 高エネルギー密度：実行できる時間。

対照的に、既存のスーパーキャパシタはこれらの特性の1つだけを示します。

スーパーキャパシターの最大エネルギー密度は、1リットルあたり88.1ワット時（Wh / L）に達します。これは、これまでのカーボンベースのスーパーキャパシターによって達成された最高のエネルギー密度です。

参照：自然エネルギー| DOI：10.1038 / s41560-020-0560-6 | UCL

EVで使用されている既存の鉛蓄電池のエネルギー密度は50〜90 Wh / Lですが、急速充電の商用技術は通常5〜8 Wh / Lです。

新しいスーパーキャパシタのエネルギー密度は鉛蓄電池のエネルギー密度に匹敵しますが、その電力密度は1リットルあたり10,000ワットで、標準の鉛蓄電池より2桁高くなっています。

6cm * 6cmのスーパーキャパシタは、180度曲げても性能の低下は見られません。さらに、5,000サイクル後も容量の97.8％を維持できます。

このようなコンパクトなエネルギー貯蔵の達成は、スーパーキャパシタの実用化に向けた重要な一歩を表しています。急速充電機能、優れた柔軟性、および耐久性により、小型の電子機器やEVのポータブル電源に最適です。スマートフォンを数分で[0から100パーセント]充電したり、電気自動車を10分以内に充電したりすることを想像してみてください。

読む：単一の水滴は100個のLED電球を照らすのに十分な電力を生成します

現在のところ、このスーパーキャパシタは商品化にはほど遠いです。チームは、設計と効率をさらに改善するために取り組んでいます。