Совместные исследовательские усилия позволили разработать высокопроизводительное самозаряжающееся устройство хранения энергии, способное эффективно хранить солнечную энергию. Исследовательская группа значительно улучшила производительность существующих суперконденсаторных устройств, используя электродные материалы на основе переходных металлов, и предложила новую технологию хранения энергии, которая объединяет суперконденсаторы с солнечными элементами.
Статья опубликована в журнале Energy.
Исследовательская группа разработала электроды с использованием композитного материала на основе никеля из карбоната и гидроксида и максимизировала проводимость и стабильность электродов, добавив ионы переходных металлов, таких как Mn, Co, Cu, Fe и Zn. Эта технология значительно улучшила производительность устройств хранения энергии , продемонстрировав значительные достижения в плотности энергии, плотности мощности и стабильности заряда и разряда.
В частности, плотность энергии , достигнутая в этом исследовании, составляет 35,5 Вт·ч·кг⁻¹, что значительно выше, чем запас энергии на единицу веса в предыдущих исследованиях (5-20 Вт·ч·кг⁻¹). Плотность мощности составляет 2555,6 Вт·кг⁻¹, что значительно превышает значения из предыдущих исследований (- 1000 Вт·кг⁻¹), демонстрируя способность быстро высвобождать большую мощность, обеспечивая немедленную подачу энергии даже для мощных устройств. Кроме того, производительность показала минимальное ухудшение во время повторных циклов зарядки и разрядки, что подтверждает долгосрочную пригодность устройства.
Кроме того, исследовательская группа разработала устройство хранения энергии, которое объединяет кремниевые солнечные элементы с суперконденсаторами, создавая систему, способную хранить солнечную энергию и использовать ее в режиме реального времени. Эта система достигла эффективности хранения энергии 63% и общей эффективности 5,17%, эффективно подтверждая потенциал для коммерциализации самозаряжающегося устройства хранения энергии.
Чонмин Ким, старший научный сотрудник отдела нанотехнологий DGIST, утверждает: «Это исследование является значительным достижением, поскольку оно знаменует собой разработку первого в Корее самозаряжающегося устройства хранения энергии, объединяющего суперконденсаторы с солнечными элементами. Используя композитные материалы на основе переходных металлов, мы преодолели ограничения устройств хранения энергии и представили устойчивое энергетическое решение».
Дэмин Ли, научный сотрудник RLRC Национального университета Кёнбук, заявил: «Мы продолжим проводить дальнейшие исследования для дальнейшего повышения эффективности самозаряжающегося устройства и расширения его коммерциализационного потенциала».
