Практичне застосування нового підходу у перспективі зможе збільшити запас ходу електромобіля Tesla Model S Plaid з 837 км до 1070 км.

Цікаво Стартап представив новий автомобільний акумулятор здатний зарядитися за п'ять хвилин

Попри те, що суперконденсатори здатні накопичувати енергію статично (з їх допомогою акумулятори швидко заряджаються), такі системи рідко використовуються у комерційних продуктах. Це пов'язано з тим, що сучасні конденсатори не здатні зберігати велику кількість енергії і швидко втрачають її у режимі простою, тому компанії продовжують виробляти літієві батареї без значних змін у специфікаціях. Однак вченим з QUT вдалося вирішити цю проблему – нова конструкція довго утримує енергію, пропонує підвищену щільність і дозволяє акумуляторам швидко заряджатися.

Як вдалося збільшити потужність нікель-металогідридних батарей

Команда інженерів використала негативні електроди на основі карбіду титану і позитивні на базі гібридного графена. Об'єднавши ці матеріали в одному корпусі, вчені отримали суперконденсатор з потужністю, що перевищує результати комерційних літієвих акумуляторів у 10 разів, а щільність енергії, яку можна порівняти з нікель-металгідридними елементами.

Завдяки унікальному розташуванню електродів цей пристрій здатний заповнити важливий пробіл у нинішніх малопотужних батареях і суперконденсаторах з низьким енергоспоживанням, а також прокласти шлях для багатьох нових застосувань,
– заявив провідний автор досліджень Діпак Дуба.

Що стосується фактичних показників, то щільність енергії досягла 73 Втг/кг, а питома потужність – 1600 Вт/кг. Для порівняння, актуальні літій-іонні акумулятори забезпечують питому потужність від 250 до 340 Вт/кг. За словами вчених, з такими акумуляторами електромобілі можуть заряджатися як мінімум у п'ять разів швидше, ніж зараз на найбільш просунутих станціях зарядки. Більше того, середній запас ходу автомобілів з електричним двигуном може вирости приблизно на 28%.

Вчені також додали, що гібридний суперконденсатор виявився помітно надійнішим від літій-іонних акумуляторів. У ході серії експериментів нова конструкція пройшла 10 тисяч повних циклів зарядки й розрядки, зберігши 90% від початкової ємності. Літій-іонні батареї в аналогічному тесті втрачали до 20% ємності.