Australsk superkondensator-gjennombrudd kan revolusjonere el-transport

Australske ingeniører melder om et grafengjennombrudd som kan endre tempoet i alt fra elektrisk transport til telefonlading. Forskere ved Monash University har utviklet et karbonmateriale som gir superkondensatorer høy energitetthet og effekttetthet i samme enhet. Resultatene, publisert i Nature Communications, peker mot raskere lading uten å ofre kapasitet.

Det viktigste nå

Nytt materiale: multiskala redusert grafenoksid (M‑rGO), laget fra naturlig grafitt.
Publisert i Nature Communications.
Demonstrert i pouch cell-enheter: opptil 99,5 Wh/L (ioniske væskeelektrolytter) og 69,2 kW/L.
Rask lading og utmerket syklusstabilitet.
Skalerbar prosess, kompatibel med australske råmaterialer.
Kommersialisering i gang via Ionic Industries.
Støttet av Australian Research Council og US Air Force Office of Sponsored Research.

Hva er nytt i materialet?

Kjernen i innovasjonen er en ny materialarkitektur der grafen får en høyt kurvet struktur med kontrollerte baner. Dette er oppnådd gjennom rask termisk glødebehandling av grafitt. Strukturen lar ioner bevege seg med eksepsjonell hastighet og effektivitet, og åpner mer av overflaten for energilagring.

«Vårt team har vist hvordan vi kan låse opp mye mer av overflatearealet ved ganske enkelt å endre måten materialet varmebehandles på», forklarer professor Mainak Majumder, direktør for ARC Research Hub for Advanced Manufacturing med 2D Materials ved Monash. «Dette kan tillate oss å bygge hurtigladende superkondensatorer som lagrer nok energi til å erstatte batterier i mange anvendelser, og levere den langt raskere."

Hva er superkondensatorer?
Superkondensatorer lagrer energi via elektrostatisk lading – ikke kjemiske reaksjoner som i batterier. En langvarig utfordring har vært at bare en liten del av karbonets overflateområde har vært tilgjengelig for energilagring.

Tallene som vekker oppsikt

Volumetrisk energitetthet: opptil 99,5 Wh/L (i ioniske væskeelektrolytter).
Effekttetthet: så høy som 69,2 kW/L.
Enhetstype: demonstrert i pouch cell-enheter.
Ytelse: rask lading og svært god syklusstabilitet.

«Disse ytelsesmålingene er blant de beste som noensinne er rapportert for karbonbaserte superkondensatorer, og avgjørende er at prosessen er skalerbar og kompatibel med australske råmaterialer», sier dr. Petar Jovanović, forskningsstipendiat i ARC AM2D Hub og medforfatter av studien.

Hvorfor det betyr noe

Kombinasjonen av høy energitetthet og høy effekttetthet i samme enhet har vært sjelden. Gjennombruddet kan få ringvirkninger på tvers av flere sektorer:

Elektrisk transport: Raskere lading og potensielt lavere vekt i elektriske kjøretøy.
Strømnettet: Bedre støtte til sol og vind ved å ta opp/avgi energi raskt.
Forbrukerelektronikk: Kan bety slutten på lange ladetider.

Råstoff og bærekraft
M‑rGO-materialet fremstilles fra naturlig grafitt, som Australia har rikelig av. Det kan gjøre produksjonen mer bærekraftig og potensielt rimeligere i stor skala sammenlignet med alternative teknologier.

Veien mot markedet

Arbeidet med å industrialisere teknologien er i gang. Monash-tilknyttede Ionic Industries opplyser at de allerede produserer kommersielle mengder av grafenmaterialene.

«Vi jobber med partnere innen energilagring for å bringe dette gjennombruddet til markedsledede applikasjoner – der både høy energi og rask kraftlevering er essensielt», sier dr. Phillip Aitchison, teknologisjef i Ionic Industries og medforfatter av studien.

Prosjektet støttes av Australian Research Council og US Air Force Office of Sponsored Research, og inngår i Monash Universitys mål om å fremme materialer for en fremtid med lavt karbonutslipp.

Konklusjon: Ved å omforme grafenstrukturer til å slippe flere ioner effektivt til overflaten, demonstrerer Monash-teamet superkondensatorer med energinivåer og ladehastigheter som normalt ikke forenes. Neste steg er videre kommersialisering sammen med industripartnere – med potensielle gevinster for el-transport, strømnett og elektronikk.

Kilder

ScienceDaily, Monash University, Nature Communications, Interesting Engineering

2. INNHOLD OG ANSVAR

Nyhetsblikk.no publiserer nyhetsartikler og analyser som blant annet kan være automatisk generert ved hjelp av kunstig intelligens (AI), basert på research fra et bredt utvalg av åpne og anerkjente kilder.

Selv om systemet søker å sikre høy grad av nøyaktighet og relevans, kan det forekomme feil, unøyaktigheter eller mangler. Artiklene er ikke manuelt redigert eller forhåndsgodkjent av redaktør.

Nyhetsblikk.no og On-Ramp AS tar ikke redaktøransvar etter Redaktørplakaten eller medieansvarsloven, men følger god praksis for opplysning og transparens.

Vi er åpne for korreksjoner, tilbakemeldinger og ny informasjon som kan bidra til å forbedre innholdet. Slike henvendelser kan sendes til post@on-ramp.no.

3. RETTIGHETER

Alt innhold på nyhetsblikk.no – herunder tekst, bilder, illustrasjoner, grafikk, logoer og design – tilhører On-Ramp AS, med mindre annet er uttrykkelig oppgitt.

Innholdet kan kun benyttes til privat, ikke-kommersiell bruk. Det er ikke tillatt å kopiere, publisere, distribuere eller på annen måte utnytte materiale fra nyhetsblikk.no uten skriftlig samtykke fra On-Ramp AS.

4. ANSVARSBEGRENSNING

Nyhetsblikk.no leveres "som den er", uten garantier for fullstendighet, nøyaktighet, tilgjengelighet eller egnethet for bestemte formål.

On-Ramp AS er ikke ansvarlig for tap, skade eller konsekvenser som måtte oppstå ved bruk av informasjon publisert på nettstedet, med mindre dette skyldes forsett eller grov uaktsomhet.

Lenker til eksterne nettsteder tilbys kun som referanse. On-Ramp AS har ikke ansvar for innhold eller praksis på slike eksterne sider.