Studie löst Energiespeicher-Rätsel

Curtin University Forscher haben eine Methode entwickelt, um zu bestimmen, welche Chemikalien und Metallarten sich am besten zur Speicherung und Bereitstellung von Energie eignen.

Die Entwicklung ist für alle batteriebetriebenen Geräte und Technologien relevant, die auf eine schnelle und zuverlässige Stromversorgung angewiesen sind, darunter auch Smartphones, und könnte Wissenschaftlern, Ingenieuren und Start-ups, die die Energiespeicherprobleme der Zukunft lösen wollen, von großem Nutzen sein, so der führende Autor und außerordentliche Professorin Simone Ciampi von der School of Molecular and Life Sciences der Curtin University.

„Alle elektronischen Geräte benötigen eine Energiequelle. Während eine Batterie im Laufe der Zeit wieder aufgeladen werden muss, kann ein Kondensator sofort aufgeladen werden, da er Energie speichert, indem er geladene Ionen trennt, die in ionischen Flüssigkeiten vorkommen. Es gibt Tausende Arten ionischer Flüssigkeiten, eine Art „flüssiges Salz“, und bisher war es schwierig herauszufinden, welche sich am besten für die Verwendung in einem Kondensator eignet“, sagte Associate Professor Ciampi.

„Unser Team hat einen schnellen und einfachen Test entwickelt, der in einem einfachen Labor durchgeführt werden kann und mit dem sich sowohl die Fähigkeit zur Ladungsspeicherung messen lässt, wenn eine feste Elektrode eine bestimmte ionische Flüssigkeit berührt – ein einfacher Kondensator – als auch die Stabilität des Geräts im geladenen Zustand.“

Die Forschung hat auch zur Entwicklung eines Modells geführt, mit dem sich vorhersagen lässt, welche ionische Flüssigkeit sich wahrscheinlich am besten zum schnellen Aufladen und zur lang anhaltenden Energiespeicherung eignet, sagte Associate Professor Ciampi.

Mattia Belotti, Co-Autor der Studie und Doktorand, ebenfalls von der School of Molecular and Life Sciences der Curtin University, sagte, für den Test sei lediglich ein relativ einfaches und erschwingliches Gerät namens Potentiostat erforderlich.

„Da dieser Test so einfach ist, kann ihn jeder durchführen, ohne dass teure Ausrüstung erforderlich ist. Unsere Untersuchungen haben ergeben, dass das Gerät bei 60 Sekunden Aufladen mit dieser Methode eine vollständige Ladung erhält, die mindestens vier Tage lang nicht ‚ausläuft‘ und nachlässt“, sagte Belotti.

„Der nächste Schritt wird sein, mit dieser neuen Screening-Methode ionische Flüssigkeiten/Elektroden-Kombinationen mit einer noch längeren Verweildauer im geladenen Zustand und einer höheren Energiedichte zu finden.“

Gefördert durch die Australischer Forschungsrat, des Studie Die Studie wurde von der Curtin University geleitet und in Zusammenarbeit mit der Australian National University und der Monash University durchgeführt. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Journal of the American Chemical Society.

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