Практическое применение нового подхода в перспективе сможет увеличить запас хода электромобиля Tesla Model S Plaid с 837 км до 1070 км.

Интересно Стартап представил новый автомобильный аккумулятор способный зарядиться за пять минут

Несмотря на то, что суперконденсаторы способны накапливать энергию статически (с их помощью аккумуляторы быстро заряжаются), такие системы редко используются в коммерческих продуктах. Это связано с тем, что современные конденсаторы не способны хранить большое количество энергии и быстро теряют ее в режиме простоя, поэтому компании продолжают производить литиевые батареи без значительных изменений в спецификациях. Однако ученым из QUT удалось решить эту проблему – новая конструкция долго удерживает энергию, предлагает повышенную плотность и позволяет аккумуляторам быстро заряжаться.

Как удалось увеличить мощность никель-металлогидридных батарей

Команда инженеров использовала отрицательные электроды на основе карбида титана и положительные на базе гибридного графена. Объединив эти материалы в одном корпусе, ученые получили суперконденсатор с мощностью, превышающей результаты коммерческих литиевых аккумуляторов в 10 раз, а плотность энергии, которую можно сравнить с никель-металлогидридными элементами.

Благодаря уникальному расположению электродов это устройство способно заполнить важный пробел в нынешних маломощных батареях и суперконденсаторах с низким энергопотреблением, а также проложить путь для многих новых приложений,
– заявил ведущий автор исследований Дипак Дуба.

Что касается фактических показателей, то плотность энергии достигла 73 Вт/кг, а удельная мощность – 1600 Вт/кг. Для сравнения, актуальные литий-ионные аккумуляторы обеспечивают удельную мощность от 250 до 340 Вт/кг. По словам ученых, с такими аккумуляторами электромобили могут заряжаться как минимум в пять раз быстрее, чем сейчас на самых продвинутых станциях зарядки. Более того, средний запас хода автомобилей с электрическим двигателем может вырасти примерно на 28%.

Ученые также добавили, что гибридный суперконденсатор оказался заметно надежнее литий-ионных аккумуляторов. В ходе серии экспериментов новая конструкция прошла 10 тысяч полных циклов зарядки и разрядки, сохранив 90% от начальной емкости. Литий-ионные батареи в аналогичном тесте теряли до 20% емкости.