Đại học Monash phát triển siêu tin tức tụ điện bằng graphene, tiến một bước gần hơn đến thương mại hóa

Với tuổi thọ gần như bất tận và khả năng sạc lại trong chỉ vài giây, các siêu tụ điện mang tiềm năng lưu trữ năng lượng cực lớn cho mọi thứ từ thiết bị điện tử cầm tay cho đến công cụ chạy điện và thậm chí là các nhà máy điện tái hiện quy mô lớn. Tuy nhiên, hạn chế của các siêu tụ điện hiện tại là mật độ năng lượng thấp với chỉ từ 5 đến 8 Wh/l (watt/giờ/lít - đơn vị mật độ năng lượng lưu trữ trong luôn tiện tích nhất thiết), và điều này có nghĩa chúng phải có kích tấc rất lớn hoặc phải được sạc liên tục. Vì thế, giáo sư Dan Li và nhóm nghiên cứu tại khoa kỹ thuật nguyên liệu thuộc đại học Monash đã tạo ra một loại siêu tụ điện bằng graphene với mật độ năng lượng 60 Wh/l, gấp 12 lần so với các siêu tụ điện thương mại có trên thị trường và ngang bằng với pin axit chì. Siêu tụ điện này cũng có tuổi thọ tương đương một thỏi pin thường. Để tối ưu hóa mật độ năng lượng, nhóm nghiên cứu đã chế tạo một điện cực nhỏ từ một tấm phim thích ứng dạng gel bằng graphen - đây cũng là một phát minh trước đây của đại học Monash. Tiếp theo, họ dùng dung dịch điện phân để kiểm soát khoảng trống giữa các tấm phim graphene ở tỉ lệ bán nano. Đối với các siêu tụ điện thông thường, chúng được chế tác cốt yếu từ carbon có cấu trúc tổ ong và dựa trên dung dịch điện phân để vận chuyển điện tích. Đối với siêu tụ điện graphene do nhóm của Li phát triển, dung dịch điện phân đóng 2 vai trò đó là dẫn điện và duy trì khoảng trống siêu nhỏ giữa các tấm graphene. Điều này giúp tối ưu mật độ mà không ảnh hưởng đến cấu trúc tỗ ong của siêu tụ điện. Nhóm nghiên cứu cho biết họ đã sử dụng kỹ thuật làm giấy truyền thống để chế tác nguyên liệu và bằng cách này, giá thành sẽ được giảm xuống và nâng cao quy mô để dùng trong công nghiệp. Giáo sư Li nói: "Chúng tôi đã tạo ra một nguyên liệu graphene vĩ mô, tiến thêm một bước quan yếu trước những gì đã đạt được. Giờ đây, mọi thứ đang ở giai đoạn chuyển đổi từ phòng thí điểm sang phát triển thương mại." Theo: Gizmag ; Đại học Monash