|
Thiết bị sạc được gọi là siêu tụ điện dựa vào graphene cấu trúc vi mô, có thể sạc và xả sạc nhanh hơn có khi đến nghìn lần so với pin thông thường. Pin sạc mới được sản xuất từ một lớp các bon có độ dày 1 nguyên tử, dễ sản xuất và tích hợp vào các thiết bị và thậm chí vào những chiếc điện thoại nhỏ hơn.
Để chế tạo các siêu tụ điện mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng 2 tấm các bon 2 chiều như graphene, chỉ dày 1 nguyên tử. Nhóm nghiên cứu đã tìm ra phương pháp để sản xuất pin mới dễ hơn bằng cách sử dụng ổ ghi DVD tiêu chuẩn.
Phương pháp truyền thống chế tạo các siêu tụ điện liên quan để kỹ thuật in thạch bản, được chứng minh khó tạo ra các thiết bị mà lại tốn kém, do đó, hạn chế ứng dụng thương mại. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng ổ ghi DVD LightScribe để sản xuất các siêu tụ điện graphene trên diện tích rộng với chi phí bằng một phần so với chi phí của thiết bị truyền thống. Kết quả, họ tạo ra hơn 100 siêu tụ điện trên một đĩa duy nhất trong thời gian gần 30 phút bằng vật liệu rẻ tiền.
Để bất cứ siêu tụ điện nào được hiệu quả, 2 điện cực riêng biệt cần được định vị để tăng tối đa diện tích bề mặt giữa chúng. Điều này cho phép siêu tụ điện tích được nhiều điện hơn.
Thiết kế cũ xếp chồng các lớp graphene dùng làm điện cực, giống như các lát bánh mì trên chiếc bánh sandwich. Tuy nhiên, nó không hoạt động với các mạch điện.
Trong thiết kế mới, các nhà nghiên cứu đã đặt các điện cực cạnh nhau bằng cách sử dụng mô hình ngón tay đan xen nhau. Do đó, thiết kế mới làm tăng tối đa diện tích bề mặt tiếp cận cho một trong số 2 điện cực, đồng thời giảm con đường qua đó các ion trong chất điện phân cần khuyếch tán. Do đó, các siêu tụ điện mới cần có công suất sạc mạnh hơn.
Richard Kaner, GS về khoa học vật liệu và kỹ thuật thuộc nhóm nghiên cứu cho biết hiện nay, họ đang tìm kiếm các đối tác công nghiệp để sản xuất hàng loạt các siêu tụ điện graphene mới.
|