Superkapacitory nabízejí velmi rychlé vybíjení a nabíjení uložené energie. Pro jejich širší uplatnění je ale nutné rozjet ekonomicky přijatelnou a vůči přírodě šetrnou výrobu. Krok slibným směrem představuje nový postup výroby elektrod pro superkapacitory z odpadních PET lahví.
Superkapacitory jsou vlastně kondenzátory s velmi vysokou elektrickou kapacitou. K ukládání energie využívají statický náboj. V dnešní době mají velký potenciál v aplikacích, v nichž hraje roli ukládání energie. Zásadní předností superkapacitorů je, že mohou být nabity, a také vybity prakticky okamžitě.
Tým americké University of California, Riverside (UCR) se postaral o to, aby superkapacitory byly ještě atraktivnější. Vyvinuli totiž nanomateriál pro výrobu superkapacitorů, která je z upcyklovaného plastového odpadu. Upcyklace je přitom využití odpadního materiálu, při němž výsledný výrobek získává oproti původnímu materiálu novou nebo lepší kvalitu.
Cengiz Ozkan a jeho kolegové už dlouhou dobu zkoumají nové nanomateriály, které by mohly přinést průlom do výroby a uplatnění superkapacitorů. Do svého výzkumu zahrnuli celou řadu materiálů, včetně grafenu a skleněných lahví. Teď se ale soustředili na plastový odpad, protože jeho využití zároveň přispívá k řešení jednoho z nejvíce palčivých problémů životního prostředí dnešní doby.
Ozkanův tým zahájil svůj proces s kousky důvěrně známých plastových PET lahví. Rozpustili je v rozpouštědlu, a ze vzniklé hmoty pomocí metody elektrospiningu vytvořili nepatrná vlákna. Vlákna pak umístili do pece, kde se změnila na uhlík. Takto vzniklá vlákna smísili s přísadami, které zajišťují kompaktnost výsledného materiálu a jeho elektrickou vodivost. Tento materiál funguje jako výkonná elektroda superkapacitoru.
Tvůrci nového materiálu věří, že jeho ekonomické přednosti společně se vstřícností vůči životnímu prostředí povedou k dalšímu uplatnění ve výzkumu i praxi. Superkapacitory se sice nabíjejí podstatně rychleji než lithiové baterie, ale energie se v nich ukládá s nižší hustotou. V různých technologiích by se mohly uplatnit jako baterie, tak i superkapacitory. Výzkumníci jsou ale zároveň přesvědčeni, že jejich přístup bude možné využít ke zlepšení výkonu lithium-iontových baterií.
Jak uvádí Ozkan, upcyklace PET lahví na aplikace s ukládáním energie by se mohla stát svatým grálem pro výrobu elektrod z udržitelných zdrojů. Podle něj lze očekávat, že po upcyklovaných elektrodách pro superkapacitory budou brzy následovat nové generace lithium-iontových baterií.
Zdroj: UC Riverside News