Intenzivno razvijanje kapaciteta obnovljivih izvora energije u svetu zahteva i dodatna postrojenja za skladištenje električne energije koja obezbeđuju energetsku stabilnost i kontinuirano napajanje strujom.
Iako su baterije već dugo na energetskoj sceni kao efikasno rešenje za skladištenje električne energije, istraživači sa Univerziteta Kalifornije u Los Anđelesu (UCLA) sada su na pragu novog otkrića koje može zauvek da izmeni način na koji čuvamo višak električne energije.
Kako je objašnjeno u saopštenju Univerziteta, plastika se već decenijama koristi u elektronici zahvaljujući svojim izuzetnim izolacionim svojstvima. Međutim, 1970-ih godina, naučnici su otkrili da određene vrste plastike mogu provoditi električnu energiju, što je otvorilo vrata širokom spektru primena u elektronici i skladištenju energije.
Jedan od najčešće korišćenih elektroprovodnih plastičnih materijala danas je PEDOT, skraćeno od poli(3,4-etilendioksitiofen). Ovaj materijal dolazi u obliku fleksibilnog, providnog filma, koji se koristi za zaštitu elektronskih komponenti i fotografskih filmova od statičkog elektriciteta. PEDOT se može naći u ekranima osetljivim na dodir, organskim solarnim ćelijama i elektrohromskim uređajima, poput pametnih prozora koji pritiskom na dugme mogu preći iz prozirnog u tamni režim.
Ipak, mogućnosti PEDOT-a u skladištenju energije su ograničene. Komercijalno dostupni PEDOT materijali često imaju nedovoljnu električnu provodljivost i malu površinu, što otežava zadržavanje većih količina energije.
Hemičari sa UCLA uspeli su da prevaziđu ove izazove razvijajući inovativnu metodu za kontrolisanje morfologije PEDOT-a. Preciznim formiranjem nanovlakana, stvorili su materijal sa izuzetnom provodljivošću i povećanom površinom, što su ključni faktori za unapređenje skladištenja energije. Ovaj pristup, opisan u časopisu Advanced Functional Materials, otkriva potencijal PEDOT nanovlakana za primenu u superkondenzatorima, čineći značajan korak ka naprednim rešenjima za skladištenje energije.
Pročitajte još:
- Revolucija iz Abu Dabija: Najveći solarno-baterijski projekat na svetu proizvodiće energiju 24/7
- Veliki potencijal plutajućih solarnih elektrana u SAD
- Digitalna rešenja i veštačka inteligencija za unapređenje obnovljivih izvora energije
Razlike između superkondenzatora i baterija
Za razliku od baterija koje energiju skladište putem sporih hemijskih reakcija, superkondenzatori funkcionišu na potpuno drugačiji način. Oni akumuliraju električni naboj na svojoj površini, omogućavajući brzo punjenje i pražnjenje.
Međutim, jedan od najvećih izazova u razvoju superkondenzatora jeste kreiranje materijala sa dovoljno velikom površinom za skladištenje energije. Tradicionalni PEDOT materijali u tom pogledu imaju ograničenja, što utiče na njihovu efikasnost.
Hemičari su sada uspeli da unaprede ovu tehnologiju razvijanjem inovativnog pristupa za transformaciju PEDOT materijala. Kroz jedinstveni proces tretiranja PEDOT-a specijalnom smešom molekula, stvorili su vertikalna PEDOT nanovlakna koja podsećaju na gustu travu. Ova struktura značajno povećava površinu materijala, omogućavajući mu da skladišti daleko veće količine energije.
Novi PEDOT materijal pokazao je impresivne rezultate. Kada su korišćene ove strukture, superkondenzatori su dostigli izuzetne kapacitete skladištenja energije i postigli gotovo savršenu stabilnost u ciklusima – čak 100.000 punjenja i pražnjenja. Ovaj napredak ne samo da rešava ograničenja u performansama tradicionalnih PEDOT materijala već i otvara vrata efikasnijim rešenjima za skladištenje energije.
Ključ uspeha leži u superiornim karakteristikama ovog materijala. Provodljivost novog PEDOT-a je 100 puta veća od komercijalnih verzija, dok je njegova elektrohemijski aktivna površina četiri puta veća.
Ovo revolucionarno otkriće moglo bi da promeni budućnost skladištenja energije, omogućavajući brže, efikasnije i dugotrajnije superkondenzatore.
