(Phys.org) – Ett team av forskare som arbetar i Kina har hittat ett sätt att dramatiskt förbättra energilagringskapaciteten hos superkondensatorer – genom att dopa kolrör med kväve. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , teamet beskriver sin process och hur väl de nyutvecklade superkondensatorerna fungerade, och deras mål att en dag hjälpa superkondensatorer att konkurrera med batterier.

Som ett batteri, en kondensator kan hålla en laddning, till skillnad från ett batteri, dock, den kan laddas och laddas ur mycket snabbt – nackdelen med kondensatorer är att de inte kan hålla nästan lika mycket laddning per kilogram som batterier. Arbetet av teamet i Kina är ett steg mot att öka mängden laddning som kan hållas av superkondensatorer (kondensatorer som har mycket högre kapacitans än standardkondensatorer - de använder vanligtvis kolbaserade elektroder) - i det här fallet, de rapporterar en trefaldig ökning med deras nya metod – och noterar också att deras superkondensator kunde lagra 41 wattimmar per kilogram och kunde leverera 26 kilowatt per kilogram till en enhet.

Den nya superkondensatorn gjordes genom att först bilda en mall gjord av rör av kiseldioxid. Teamet täckte sedan insidan av rören med kol med hjälp av kemisk ångavsättning och etsade sedan bort kiseldioxiden, lämnar bara kolrören, var och en cirka 4 till 6 nanometer lång. Sedan, kolrören var dopade med kväveatomer. Elektroder tillverkades av det resulterande materialet genom att pressa det i pulverform till ett grafenskum. Forskarna rapporterar att dopningen hjälpte till kemiska reaktioner i superkondensatorn utan att orsaka några förändringar i dess elektriska ledningsförmåga, vilket innebar att den fortfarande kunde ladda och ladda ur lika snabbt som konventionella supercapcitors. Den enda skillnaden var den dramatiskt ökade lagringskapaciteten.

På grund av den enorma ökningen av lagringskapacitet, teamet tror att de är på väg att bygga en superkondensator som kan konkurrera direkt med batterier, kanske till och med litiumjonbatterier. De noterar att det skulle innebära att man kan ladda en telefon på bara några sekunder. Men innan det kan hända, teamet funderar på att industrialisera sin nuvarande nya superkondensator, för att möjliggöra dess användning i faktiska enheter.

© 2015 Phys.org