"Onnistuuko supernanokapasitanssi?
Hiilinanoputki taipuu kondensaattoriksi
Nanoputket löydettiin jo vuonna 1991, mutta alue on jäänyt paljolti laboratorioiden ja tutkijoiden ihmeteltäväksi. Nyt Georgia Tech Research Instituten (GTRI) tutkijat ovat selvittämässä, josko hiilinanoputkiin perustuvat laitteet olisivat kaupallistettavissa.
GTRI:n Electro-Optics, Environment and Materials -laboratorion tutkija Jud Ready kehittää ryhmineen hiilinanoputkiin perustuvaa sähkökemiallista kapasitanssia. Tällainen supernanokapasitanssi voisi tuottaa enemmän tehoa, paremman energiatehokkuuden sekä pidemmän käyttöiän kuin nykyiset akut ja sähköä varastoivat superkondensaattorit.
Readyn kehitelmä perustuu kahteen aktiiviseen hiilinanoputkielektrodiin, jotka on upotettu elektrolyyttiin ja erotettu toisistaan ioneja läpäisevällä mutta elektronien siirtymisen estävällä kalvolla. - Hiilinanoputket ovat ideaalisia aktiivisten elektrodien materiaalina koska niiden nanoskaalan mitat tuottavat enemmän pinta-alaa tallentavaa varausta, sanoo Ready.
Readyn ryhmä on jo tuottanut tusinoittain erilaisia superkondensaattorieita ja eräissä kokeissa tutkijat havaitsivat, että paineen alaisena supernanokapasitanssi toimi nykyisiä ratkaisuja paremmin. Nyt ollaan kehittämässä kemiallista höyrystysmenetelmää jossa hiilikuituja kasvatetaan kuparisille elektrodeille.
Höyrystysmenetelmällä eri tekijöitä voidaan vaihdella ja löytää sitä kautta laatuun ja määrään vaikuttavat tekijät. Kovin haaste on kontrolloida hiiliputkien fyysisiä mittoja, koska niiden sähköiset ominaisuudet vaihtelevat pituuden, halkaisijan ja putkelle rullautumisen suhteen. Rullautuminen on näistä vaikein ominaisuus, koska jotkut rullautumistavat tuottavat hiiliputkille puolijohteen ja toiset metallimaiset ominaisuudet. Tavoitteena on kuitenkin metallimaiset sähköiset ominaisuudet.
Onnistuessaan uusilla materiaaleilla olisi sitten käyttöä muuallakin kuten litteissä näytöissä ja vaikkapa häviöttömissä moottorikäämityksissä. Mutta kapasitanssinkin kehittämisessä massatuotantoon asti on vielä työtä ja tutkijaryhmä onkin tehnyt aiheesta yhteistyösopimuksen nykytekniikkaan perustuvia superkonkkia valmistavan Maxwell Technologiesin kanssa.
- Veijo Hänninen"
http://www.prosessori.fi/uutiset/uutinen.asp?id=45553
Hiilinanoputki taipuu kondensaattoriksi
Nanoputket löydettiin jo vuonna 1991, mutta alue on jäänyt paljolti laboratorioiden ja tutkijoiden ihmeteltäväksi. Nyt Georgia Tech Research Instituten (GTRI) tutkijat ovat selvittämässä, josko hiilinanoputkiin perustuvat laitteet olisivat kaupallistettavissa.
GTRI:n Electro-Optics, Environment and Materials -laboratorion tutkija Jud Ready kehittää ryhmineen hiilinanoputkiin perustuvaa sähkökemiallista kapasitanssia. Tällainen supernanokapasitanssi voisi tuottaa enemmän tehoa, paremman energiatehokkuuden sekä pidemmän käyttöiän kuin nykyiset akut ja sähköä varastoivat superkondensaattorit.
Readyn kehitelmä perustuu kahteen aktiiviseen hiilinanoputkielektrodiin, jotka on upotettu elektrolyyttiin ja erotettu toisistaan ioneja läpäisevällä mutta elektronien siirtymisen estävällä kalvolla. - Hiilinanoputket ovat ideaalisia aktiivisten elektrodien materiaalina koska niiden nanoskaalan mitat tuottavat enemmän pinta-alaa tallentavaa varausta, sanoo Ready.
Readyn ryhmä on jo tuottanut tusinoittain erilaisia superkondensaattorieita ja eräissä kokeissa tutkijat havaitsivat, että paineen alaisena supernanokapasitanssi toimi nykyisiä ratkaisuja paremmin. Nyt ollaan kehittämässä kemiallista höyrystysmenetelmää jossa hiilikuituja kasvatetaan kuparisille elektrodeille.
Höyrystysmenetelmällä eri tekijöitä voidaan vaihdella ja löytää sitä kautta laatuun ja määrään vaikuttavat tekijät. Kovin haaste on kontrolloida hiiliputkien fyysisiä mittoja, koska niiden sähköiset ominaisuudet vaihtelevat pituuden, halkaisijan ja putkelle rullautumisen suhteen. Rullautuminen on näistä vaikein ominaisuus, koska jotkut rullautumistavat tuottavat hiiliputkille puolijohteen ja toiset metallimaiset ominaisuudet. Tavoitteena on kuitenkin metallimaiset sähköiset ominaisuudet.
Onnistuessaan uusilla materiaaleilla olisi sitten käyttöä muuallakin kuten litteissä näytöissä ja vaikkapa häviöttömissä moottorikäämityksissä. Mutta kapasitanssinkin kehittämisessä massatuotantoon asti on vielä työtä ja tutkijaryhmä onkin tehnyt aiheesta yhteistyösopimuksen nykytekniikkaan perustuvia superkonkkia valmistavan Maxwell Technologiesin kanssa.
- Veijo Hänninen"
http://www.prosessori.fi/uutiset/uutinen.asp?id=45553
Vastaukset 1
Vanhimmat
Noita lupaavia tutkimustuloksia kyllä aina löytyy. Kaipaisin arvioita aikatauluista, energiatiheydestä ja hinnasta.
Tässä eräs konkreettisempi johon sijoittaisin rahani (jos niitä olisi).
Nanogate Capacitor. Energiatiheys 70 Wh/kg. Eli paljon parempi kuin Pb-akulla. Latausaika sekunteja. Erinomainen tehotiheys. Tehdasta käynnistellään jo. Ei eksoottisia materialeja. Sähköautoissa akut voisi ladata liikennevaloissa tai vauhdissa latauskaistalla 100 km välein. Latausasemat (suuret konkkapatteristot, verkosta vaikea saada tarvittavaa hetkellistä lataustehoa) voisivat samalla toimia säätökapasiteettina energiaverkolle (syöttää tarvittaessa energiaa takaisin verkkoon). Hyötysuhde yli 90%. Auringolla ja tuulella voisi halutessa avustaa latausaseman latausta. Perusvoima mieluiten YV ja VV.
http://www.jeol.co.jp/english/newsroom/2003/031003.htm
Jos tämä toimii niin tämä on seuraava SUURI juttu!