Chalmers forskar på små superkondensatorer som kan revolutionera sättet vi använder batterier på genom att öka deras livslängd och möjliggöra sekundsnabb laddning. Forskare har nu utvecklat en metod som innebär ett genombrott för hur sådana superkondensatorer kan tillverkas.
Superkondensatorer består av två elektriska ledare som skiljs åt av ett isolerande skikt. Egenskaperna jämfört med ett batteri är mycket snabbare laddning, bättre och mer effektiv distribution av sin lagrade energi, och kan laddas och laddas ur tusentals gånger utan att prestandan försämras. En superkondensator kombinerat med ett batteri i en elbil skulle öka batteriets livslängd med upp till fyra gånger enligt forskarna.
– Dels är det praktiskt att kunna snabbladda exempelvis en elbil eller att inte behöva ladda eller byta batterier lika ofta i sin smartphone, dels innebär det stora vinster för miljö och hållbarhet när batterier inte behöver återvinnas i samma omfattning i komplicerade processer, säger Agin Vyas, doktorand vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap på Chalmers tekniska högskola.
Utmaningen idag är att dagens superkondensatorer är för stora för många användningsområden. Det hindrar att man kan integrera dessa i mobiltelefoner eller elbilar. Därför fokuserar forskarna på att utveckla superkondensatorer som är betydligt mindre. Målet är att de ska få plats på de systemkretsar som innehåller styrningen till flera olika sorters funktioner i mobiltelefoner, datorer, elmotorer och nästan all elektronik vi använder idag.
I den vetenskapliga artikeln man nu publicerat demonstrerar forskarna en tillverkningsprocess där mikrosuperkondensatorer integreras med det vanligaste sättet att tillverka systemkretsar.
– Genom att använda så kallad spinnbeläggning, som är en hörnsten i många tillverkningsprocesser, kan vi välja elektrodmaterial. Vi visar också att användning av alkylaminokedjor i reducerad grafenoxid leder till en högre laddnings- och lagringskapacitet, säger Agin Vyas.
– Vår metod går att skala upp och innebär reducerade kostnader för tillverkningsprocessen. Det är en stor produktionsteknisk framgång och ett viktigt steg mot praktisk användning av mikrosuperkondensatorer i både vardagselektronik och industriapplikationer, avslutar Agin Vyas.
