Siêu tụ điện tích trữ điện trong chíp silic

04/11/2013

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Vanderbilt ở Nashville, Tennessee, Hoa Kỳ đã chế tạo được siêu tụ điện chủ yếu từ silic, có khả năng tích trữ nhiều năng lượng hơn các siêu tụ điện thương mại hiện nay. Bước tiến này cho phép tích hợp công nghệ pin vào những thiết bị điện tử hàng ngày từ pin mặt trời đến điện thoại thông minh.

Siêu tụ điện tích điện bằng cách tập trung các ion trên bề mặt của 2 đĩa ngâm trong dung dịch điện phân. Vì số lượng các ion có thể được tích trữ phụ thuộc vào diện tích bề mặt của 2 đĩa, nên chúng thường được phủ các vật liệu như các bon họat tính có độ xốp cao ở kích thước nanomét.

Mặc dù các siêu tụ điện hầu hết không thể đạt khả năng tích điện bằng pin lithium-ion, nhưng lại có thể hấp thu và giải phóng điện tích nhanh hơn nhiều, cũng như có tuổi thọ cao hơn. Hiện nay, các siêu tụ điện được sử dụng trong các ứng dụng từ ổn định nguồn cung cấp điện trong các thiết bị điện tử di động đến hỗ trợ hệ thống hệ thống phục hồi động năng (KERS) trong xe đua công thức 1.

Các nhà khoa học đã nỗ lực cải thiện khả năng tích trữ năng lượng của các siêu tụ điện bằng cách đặt nhiều vật liệu xốp hơn như các ống nano các bon lên trên các đĩa, nhưng không hiệu quả.

PGS Cary Pint và các cộng sự đã giải quyết vấn đề từ góc độ mới bằng cách chế tạo tụ điện từ silic xốp. Các nhà nghiên cứu đã mạ silic xốp trong các bon và nung nóng ở khoảng 800oC. Quá trình này đã hình thành một lớp graphen chỉ dày vài nano mét cách ly silic khỏi chất điện phân, trong khi vẫn giữ cấu trúc xốp cao cho silic.

Các nhà khoa học đã phát hiện thấy các đĩa của siêu tụ điện được sản xuất bằng phương pháp này có mật độ năng lượng cao hơn 40 lần so với siêu tụ điện làm từ silicon thường và đạt hiệu suất cao hơn các siêu tụ điện thương mại hiện nay.

Các nhà nghiên cứu cho rằng có thể chế tạo các siêu tụ điện silic giá rẻ từ silic bên trong nhiều thiết bị điện tử. Chẳng hạn như pin mặt trời: các siêu tụ điện làm từ silic ở mặt sau của pin mặt trời, có thể tích trữ năng lượng vào ban ngày và dần dần cung cấp cho lưới điện trong những giờ tiêu thụ điện cao điểm.

Theo Gizmag

Cùng chuyên mục

Tiêu chuẩn ISO 50001 cải tiến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng cho doanh nghiệp

20/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024

Công ty khởi nghiệp trung tâm dữ liệu có trụ sở tại Singapore, Sustainable Metal Cloud (SMC), đối tác của NVIDIA và Deloitte, đã ra mắt một hệ thống làm mát ngâm được cho là cắt giảm 50% mức tiêu thụ năng lượng và giảm 28% chi phí lắp đặt so với các hệ thống làm mát bằng chất lỏng truyền thống. Công ty hiện đang hoạt động tại Úc, Ấn Độ và Đức, và sắp tới có kế hoạch mở rộng sang thị trường châu Á.
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu thông minh giúp nâng cao hiệu quả năng lượng làm mát không gian nhà ở. Vật liệu mới có tuổi thọ ước tính lên đến 60 năm và có chi phí thấp hơn so với vật liệu tương tự hiện có trên thị trường.
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/09/2024

Loại vải mới do nhóm nghiên cứu Waterloo phát triển có thể chuyển đổi nhiệt độ cơ thể và năng lượng mặt trời thành điện, cho phép hoạt động liên tục mà không cần nguồn điện bên ngoài.
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 27/09/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 25/09/2024

Samsung ra mắt sản phẩm tủ lạnh mới có hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội so với các sản phẩm tủ lạnh trên thị trường. Sản phẩm có công nghệ máy nén biến tần AI, Đặc biệt, việc áp dụng Chế độ năng lượng AI của ứng dụng SmartThings giúp giảm thêm mức tiêu thụ năng lượng tới 10%.
Điện mặt trời áp mái giúp Sở Khoa học và Công nghệ Khánh Hoà tiết kiệm điện 19/09/2024

Đề tài “Ứng dụng mô hình điện mặt trời áp mái tại trụ sở các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Khánh Hòa” do Thạc sĩ Lê Xuân Hải - Trung tâm Thông tin và ứng dụng Khoa học và Công nghệ (KH-CN), Sở KH-CN Khánh Hoà làm chủ nhiệm được đánh giá đã giải quyết bài toán tiết giảm điện năng tiêu thụ của các cơ quan nhà nước trên địa bàn tỉnh, cụ thể hóa mục tiêu giảm phát thải nhà kính về 0 theo chủ trương của Đảng và Nhà nước.
ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.