Znanstvenici s američkog sveučilišta UCLA razvili su novu metodu za uzgoj PEDOT nanovlakana s iznimnim mogućnostima pohrane energije.
– Napredak bi mogao dovesti do superkondenzatora koji mogu zadovoljiti neke zahtjeve za skladištenje energije dok svijet prelazi na obnovljivu, održivu proizvodnju energije – rekli su znanstvenici.
Nova nanovlakna mogu imati potencijalnu primjenu u hibridnim i električnim vozilima, prijenosnoj elektronici i sustavima obnovljive energije. PEDOT, skraćenica za poli(3,4-etilendioksitiofen), pripada klasi plastike poznatoj kao vodljivi polimeri, koji mogu provoditi struju.
Ovaj materijal koristi se u ekranima osjetljivim na dodir, organskim solarnim ćelijama i elektrokromatskim uređajima, kao što su pametni prozori koji se prebacuju iz svijetlog u tamno pritiskom na gumb. Međutim, njegova upotreba u pohrani energije bila je ograničena zbog niske vodljivosti i količine komercijalno dostupnog PEDOT-a.
Znanstenici su prevladali ograničenja razvijanjem jedinstvenog procesa rasta koji proizvodi vertikalna PEDOT nanovlakna, nalik gustoj travi.
– Jedinstveni vertikalni rast materijala omogućuje nam stvaranje PEDOT elektroda koje pohranjuju daleko više energije od tradicionalnog PEDOT-a – rekao je Maher El-Kady, dopisni autor i znanstvenik za materijale s UCLA-e.
– Električni naboj pohranjuje se na površini materijala, a tradicionalni PEDOT filmovi nemaju dovoljno površine da zadrže puno naboja. Povećali smo površinu PEDOT-a i time povećali njegov kapacitet dovoljno za izgradnju superkondenzatora.
Superkondenzatori pohranjuju energiju nakupljanjem električnog naboja na svojoj površini, omogućujući brzo punjenje i pražnjenje. To ih čini idealnima za primjene koje zahtijevaju brze nalete snage, kao što je regenerativno kočenje u električnim vozilima. PEDOT nanovlakna koja je razvio UCLA pokazuju iznimnu učinkovitost. Ova nanovlakna imaju 100 puta veću vodljivost od komercijalnih PEDOT proizvoda i elektrokemijski aktivnu površinu četiri puta veću od tradicionalnog PEDOT-a. To znači i kapacitet pohrane naboja od više od 4600 milifarada po kvadratnom centimetru, znatno više od konvencionalnog PEDOT-a. Materijal je pokazao iznimnu izdržljivost, s više od 70.000 ciklusa punjenja.
Ovaj napredak ima značajne implikacije za budućnost skladištenja energije. Razvoj PEDOT nanovlakana visokih performansi mogao bi dovesti do učinkovitijih superkondenzatora. To, pak, može omogućiti električna vozila većeg dometa i poboljšana rješenja za pohranu obnovljive energije.
