Moleculaire coating boost capaciteit en levensduur van condensatoren aan de Tohoku University

AmsterdamOnderzoekers van de Tohoku Universiteit hebben de technologie van condensatoren verbeterd door een nieuwe moleculaire coatingtechniek te ontwikkelen. Deze techniek verhoogt de capaciteit, verlengt de levensduur en maakt de productie kosteneffectiever. Condensatoren zijn cruciale onderdelen van elektronische circuits omdat ze energie snel kunnen opslaan en vrijgeven, terwijl batterijen meer tijd nodig hebben om op te laden. Deze vooruitgang maakt betaalbare, hoogpresterende condensatoren mogelijk.

Belangrijke verbeteringen omvatten:

• Verhoogde capaciteit (2,4 keer hoger dan alleen met koolstof)
• Verlengde levensduur (20.000 laad- en ontlaadcycli)
• Kostenefficiëntie

Traditionele condensatoren laden snel op, maar hebben een lage opslagcapaciteit en zijn duur om te produceren, vooral bij gebruik van materialen zoals koolstofnanobuisjes. Hoewel deze materialen bijdragen aan de ontwikkeling van supercondensatoren, maakt hun hoge kostprijs ze ongeschikt voor grootschalig gebruik.

Het Tohoku-team gebruikte ijzerazafthalocyanine (FeAzPc-4N), een blauwe kleurstof, om de capaciteit van condensatoren gemaakt van actief kool te verhogen tot 907 F/gAC. Deze methode werkt door adsorptie op moleculair niveau en benut het redoxpotentieel van FeAzPc-4N. Hierdoor neemt niet alleen de capaciteit van de condensator toe, maar blijft de prestatie ook stabiel gedurende 20.000 laad- en ontlaadcycli bij hoge stromen, wat het geschikt maakt voor veeleisende toepassingen zoals de voeding van LED's.

Lees ook:

Vandaag · 04:21

Innovatief platform soTILT3D revolutioneert driedimensionale celvisualisatie met geavanceerde beeldvormingstechnieken en diep leren.

Dit onderzoek valt op door zijn praktische, schaalbare en milieuvriendelijke oplossingen. Geactiveerde koolstof is goedkoop en makkelijk verkrijgbaar, in tegenstelling tot de dure en zeldzame CNT's. Het gebruik van FeAzPc-4N verhoogt de energiedichtheid via redoxprocessen en biedt zo een duurzamer en kosteneffectiever alternatief voor het grootschalig vervaardigen van condensatoren.

Condensatoren worden tegenwoordig steeds vaker gebruikt voor het opslaan van hernieuwbare energie, het aandrijven van elektrische voertuigen en in alledaagse elektronica. Ze gaan langer mee, wat leidt tot minder elektronisch afval en een betere leefomgeving. Bovendien zijn condensatoren minder giftig dan batterijen, wat ze veiliger maakt voor zowel producenten als gebruikers.

Het team is van plan deze technologie verder te verbeteren door condensatoren te creëren die evenveel energie kunnen opslaan als batterijen, terwijl ze toch snel kunnen laden en ontladen. Dit zou de wijze waarop we energie opslaan kunnen veranderen, met snellere, veiligere en duurzamere alternatieven voor traditionele batterijen.

Het team van de Tohoku Universiteit heeft de lage kosten van geactiveerde koolstof gecombineerd met de hoge prestaties van FeAzPc-4N om betere supercondensatoren te maken. Ze streven naar het ontwikkelen van nieuwe apparaten die niet alleen geavanceerder, maar ook milieuvriendelijker en betaalbaarder zijn.