Researchers at Monash University have developed a new carbon-based material that enables supercapacitors to store energy like lead-acid batteries while delivering far more power than conventional batteries.

من خلال التسخين الحراري السريع لمبادرة أكسيد الجرافيت، نجح الباحثون في جامعة موناش في أستراليا في تصنيع مكثف فائق كثافة طاقة بحجم يصل إلى 69.2 كيلوواط لكل لتر، تظهر استقرار شحن سريع ممتاز ودورة.

السوبر مكثفات هي فئة ناشئة من أجهزة تخزين الطاقة التي تخزن الشحنة الكهربائية، بدلا من من خلال التفاعلات الكيميائية للبطاريات التقليدية.ومنذ فترة طويلة، كانت مساحة السطح المحدودة للمواد الكربونية المتاحة لتخزين الطاقة عقبة رئيسية..

الأستاذ مايناك ماجومدر من قسم الهندسة الميكانيكية والفضاء في جامعة موناش ومدير مركز أبحاث التصنيع المتقدم للمواد ثنائية الأبعاد (AM2D)قال الباحثون فتحوا مساحة أكبر في سطح المواد الكربونية عن طريق تعديل طريقة المعالجة الحرارية.

أوضح ماجومدر أن المفتاح يكمن في بنية مادة جديدة ◄أكسيد الجرافين المتقلص متعدد المستويات (M-rGO) ◄ المشتقة من الجرافيت الطبيعي.استخدم الفريق البحثي عملية التسخين الحراري السريعة لخلق هياكل غرافين منحنية للغاية، وخلق قنوات دقيقة للحركة السريعة والفعالة للأيونات، وبالتالي تحقيق كل من كثافة الطاقة العالية وكثافة الطاقة العالية.

أعلن الباحث المتشارك في الدراسة، بيتر جوفانوفيتش، من AM2D، أنه عند تجميعه في خلايا كيس، حقق المكثف الفائق الجديد كثافة طاقة حجمية تصل إلى 99.5 واط/ساعة لكل لتر وكثافة طاقة تصل إلى 69.2 كيلوواط لكل لتر، مع الحفاظ على الاستقرار على المدى الطويل

وأشار الباحثون إلى أن هذا الإنجاز يمثل اختراقا كبيرا في التطوير العالمي لجيل جديد من أجهزة تخزين الطاقة التي تجمع بين الطاقة العالية والطاقة.تمهيد الطريق لتطبيقات في النقل الكهربائي، تنظيم الشبكة، والإلكترونيات الاستهلاكية.

وقد نشرت نتائج البحوث ذات الصلة في مجلة Nature Communications، بعنوان "التوسع في الطبقة الوسطى من الجرافين المنحني متعدد المقاييس يسمح بمكثفات فائقة الكثافة الكفاءة".