Czym w ogóle są? Czymś, co może być ładowane i rozładowywane w wyjątkowo krótkim czasie. I to z zachowaniem imponującej pojemności. Szukając rozwiązań pozwalających na dalszą poprawę właściwości superkondensatorów, przedstawiciele Skoltech przetestowali sześć różnych wariantów dotyczących obróbki plazmowej.
Metodą prób i błędów doszli do wniosku, że najbardziej optymalna konfiguracja składa się z mieszanki plazmy azotowej oraz argonowej. W takim wydaniu pojemność powierzchniowa elektrod wzrosła dwukrotnie, dzięki czemu w przyszłości powinno się to przełożyć na opracowanie rewolucyjnych rozwiązań z zakresu magazynowania energii z wykorzystaniem superkondensatorów.
Członkowie zespołu badawczego stojącego za publikacją dostępną w Electrochimica Acta obrali sobie za cel sprawdzenie, jak wprowadzanie różnych atomów do elektrod na bazie węgla stosowanych w projektowaniu superkondensatorów – i ich obróbka z wykorzystaniem plazmy – wpłynie na końcową pojemność tych urządzeń.
Superkondensatory już teraz są wykorzystywane między innymi w motoryzacji, a dzięki zwiększeniu ich pojemności zastosowań tej technologii mogłoby jeszcze przybyć
Superkondensatory nie są obecnie stosowane jako podstawowe źródła energii, lecz świetnie sprawdzają się w roli awaryjnego zabezpieczenia. Mogą więc służyć jako plan B dla różnego rodzaju pojazdów elektrycznych. Ze względu na swoje właściwości są idealne do zastosowań wymagających dużych nakładów mocy w krótkim czasie, wynikających na przykład z hamowania bądź przyspieszania. Co więcej, wykazują szeroki zakres temperatur pracy, imponującą żywotność i wyższy niż zwykle stopień bezpieczeństwa.
Jak wyjaśnił Stanisław Ewłaszyn, główny autor badań w tej sprawie, zwykle w świecie inżynierii stosuje się dwa sposoby mające na celu zwiększanie pojemności superkondensatorów. Pierwszy obejmuje rosnącą powierzchnię elektrod za pośrednictwem rozbudowanej konstrukcji. Drugi odnosi się natomiast do wprowadzania dodatkowych atomów do materiałów stosowanych w produkcji elektrod.
Czytaj też: Rewolucyjne połączenie krzemu z perowskitami. Tak powstał najwydajniejszy panel słoneczny
Eksperymenty jasno pokazały, iż mieszanka azotu i argonu dwukrotnie zwiększa pojemność elektrod. Jak do tego doszło? Na pierwszym etapie usunięto amorficzny węgiel, podczas gdy drugi obejmował powstawanie defektów i wprowadzanie nowych atomów do struktury materiału. Odnotowane postępy już wkrótce powinny przyczynić się do zapoczątkowania praktycznych zastosowań. Te będą obejmowały korzyści dla pojazdów czy elektroniki nowej generacji.