スズ電極はスーパーキャパシタを増幅します
大容量の急速充電スーパーキャパシタエネルギー貯蔵デバイスは、電極の構成、つまりエネルギーの充電および分配中の電子の流れを管理するための接続によって制限されてきました。研究者たちは現在、リサイクル性と低コストを維持しながら接続性を改善するためのより良い材料を開発しました。
チームは、バイタルサインなどを監視するために小型のウェアラブルセンサーで使用するマイクロスーパーキャパシターの接続を調査しました。酸化コバルト（エネルギー電荷を迅速に伝達する理論的に高い容量を持つ豊富で安価な材料）は、通常、電極を構成します。ただし、酸化コバルトと混合して電極を形成する材料は反応が悪く、理論的に可能なエネルギー容量よりもはるかに低いエネルギー容量になります。
研究者は、原子ライブラリからの材料のシミュレーションを実行して、別の材料を追加すること（ドーピングとも呼ばれる）が、悪影響を最小限に抑えるか完全に除去しながら、余分な電子を提供することによって、電極としてのコバルト酸化物の望ましい特性を増幅できるかどうかを確認しました。彼らは、さまざまな材料の種類とレベルをモデル化して、酸化コバルトとどのように相互作用するかを確認しました。考えられる材料の多くは高すぎるか有毒であるため、チームはスズを選択しました。スズは低コストで広く入手可能であり、環境に害を及ぼすことはありません。
シミュレーションでは、研究者は、スズの代わりにコバルトの一部を使用し、その材料を市販のグラフェンフィルム（電子材料の特性を変えずにサポートする単一原子の厚さの材料）に結合することで、低コストで製造できることを発見しました。 、開発が容易な電極。シミュレーションが完了すると、チームはシミュレーションを実現できるかどうかを確認するために実験を行いました。
実験結果は、スズによる部分的置換後の酸化コバルト構造の著しく増加した導電率を確認した。開発したデバイスは、次世代のエネルギー貯蔵デバイスとして有望な実用化が期待されています。
次に、チームは独自のバージョンのグラフェンフィルム（レーザーで材料を部分的に切断してから破壊することによって作成された多孔質フォーム）を使用して、簡単で高速な導電性を可能にする柔軟なコンデンサーを製造することを計画しています。スーパーキャパシタは重要なコンポーネントの1つです。チームは、他のメカニズムと組み合わせて、環境発電とセンサーとして機能することにも関心を持っています。
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