Благодаря использованию композитных материалов, изготовленных из карбонатов и гидроксидов на основе никеля, были достигнуты впечатляющие результаты в области энергоэффективности. Совместная исследовательская группа представила в Южной Корее высокопроизводительный самозарядный суперконденсатор для накопления энергии, который эффективно улавливает и сохраняет солнечную энергию, что является значительным достижением в области устойчивой энергетики. Эта инновационная технология сочетает в себе суперконденсаторы и солнечные элементы, что знаменует собой важную веху в разработке систем хранения энергии.
В новаторском исследовании, опубликованном в журнале Energy, рассказывается о том, как исследовательская группа расширила возможности существующих суперконденсаторов.
Для повышения проводимости и стабильности электродов команда использовала ионы различных переходных металлов, включая марганец (Mn), кобальт (Co), медь (Cu), железо (Fe) и цинк (Zn). Результаты этого исследования убедительны. Новое устройство накопления энергии может похвастаться плотностью энергии 35,5 ватт-часов на килограмм (Втч⁻кг-1), что значительно превышает показатели, представленные в предыдущих исследованиях, которые обычно варьировались от 5 до 20 Втч⁻кг-1. Кроме того, достигнутая удельная мощность составляет впечатляющие 2555,6 Вт на килограмм (Вт кг⁻1), что значительно превышает предыдущие показатели, составлявшие около 1000 Вт кг⁻1. Такие возможности позволяют устройству быстро выдавать высокую мощность, обеспечивая немедленную подачу энергии, особенно для устройств, требующих повышенного энергопотребления.
Еще одной ключевой особенностью этого новшества является его долговечность. Устройство демонстрирует минимальное снижение производительности после многочисленных циклов зарядки и разрядки, что свидетельствует о его долгосрочной работоспособности. По оценкам ученых, такая устойчивость делает его многообещающим вариантом для применения в реальных условиях.
В дополнение к впечатляющим возможностям хранения, исследовательская группа успешно создала гибридное устройство для накопления энергии, в котором кремниевые солнечные элементы объединены с суперконденсаторами. Такое сочетание позволяет системе накапливать и использовать солнечную энергию в режиме реального времени. Впечатляет тот факт, что гибридная система достигла эффективности накопления энергии в 63 % при общем КПД в 5,17 %.
Как указывают исследователи, эти достижения открывают большие перспективы для коммерциализации решений для хранения энергии с самозарядкой.
“Это исследование представляет собой значительное достижение, поскольку оно представляет первое в Южной Корее самозарядное устройство для накопления энергии, которое легко интегрирует суперконденсаторы с солнечными батареями, - подчеркнул важность этой разработки старший научный сотрудник отдела нанотехнологий DGIST Джонгмин Ким. - Используя композитные материалы на основе переходных металлов, мы устранили ограничения традиционной технологии накопления энергии и предложили устойчивое энергетическое решение”.
Дамин Ли, научный сотрудник Лаборатории возобновляемых источников энергии Национального университета Кюнгпук, добавил: “Наша команда намерена провести дальнейшие исследования, чтобы еще больше повысить эффективность устройства и полностью раскрыть его потенциал для коммерциализации”.
Как отмечают обозреватели, разработка этого самозарядного накопителя энергии происходит в решающий момент, когда мир переходит к решениям в области экологически чистой энергетики. Эта новая технология расширяет возможности накопления энергии и прокладывает путь к более эффективному использованию солнечной энергии, что согласуется с глобальными усилиями по сокращению выбросов углекислого газа и содействию устойчивому развитию. Поскольку исследователи продолжают совершенствовать эту технологию, потенциальные области применения самозарядных устройств огромны - от электроснабжения домов до поддержки электромобилей. Благодаря разработкам, полученным в результате этого инновационного сотрудничества, будущее накопителей энергии выглядит многообещающим.
Южнокорейские исследователи уверены, что этот прорыв представляет собой значительный шаг вперед в достижении эффективных и устойчивых энергетических решений, отвечающих потребностям потребителей и более широким экологическим целям. Сотрудничество между исследовательскими институтами открывает многообещающий путь к внедрению передовых энергетических технологий.
