Kunststof supercondensator breekt records voor capaciteit en levensduur

De hoge geleidbaarheid en capaciteit van PEDOT, een polymeer van koolwaterstofringen, worden grotendeels beperkt door het feit dat het oppervlak erg klein is. Deze factor bepaalt de elektrische eigenschappen van elke condensator.

Onderzoekers van de Universiteit van Californië hebben deze structuur zo aangepast dat hij veel weg heeft van een vacht. Met andere woorden, het beschikbare oppervlak is enorm vergroot door koolstofnanobuisjes en grafeen als dragermateriaal te gebruiken. Dit verhoogt de capaciteit tot een waarde van 4600 millifarad per vierkante centimeter, wat tien keer hoger is dan bij klassiek PEDOT. Bovendien zorgt dit voor een veel grotere duurzaamheid: Na 70.000 laadcycli was nog 70% van de oorspronkelijke capaciteit beschikbaar. In totaal kunnen er bijna 100.000 laadcycli worden uitgevoerd.

Er is nog een voordeel in vergelijking met conventionele batterijcellen: omdat er geen chemische processen nodig zijn voor de opslag, zijn zeer hoge laad- en ontlaadcapaciteiten mogelijk. Op grotere schaal ontworpen, zouden deze in elektriciteitsnetten geïntegreerd kunnen worden om overtollige energie direct op te slaan en net zo snel weer vrij te geven wanneer dat nodig is.

Gezien de extreem lange levensduur (bijna 10 jaar, zelfs als ze elk uur ontladen worden), de hoge opslagcapaciteit en de zeer hoge oplaadcapaciteit, zijn er veel verschillende toepassingen denkbaar. Zonnecellen worden bijvoorbeeld al gecombineerd met condensatoren om schommelingen in de productie te compenseren.