Sciencemag.cz
Doporučujeme
Po oxidech grafenu je tu i kyselina grafenová…
Superkondenzátory dnes představují stále větší konkurenci pro klasické baterie/akumulátory i v běžné elektronice. Dokáží mnohem rychleji energii ukládat i poskytovat, jejich nevýhodou je však prozatím malá energetická hustota – oproti běžnému Li-Ion akumulátoru asi desetinová.
Roland Fischer z Technické univerzity v Mnichově nyní navrhli superkondenzátor, jehož hustota energie je už konkurenceschopná – dosažených 73 Wh/kg se blíží olověným akumulátorům nebo NiMH (nikl-metal hydrid). Navíc by měl ve srovnání s ostatními superkondenzátory nabízet i vyšší výkon (16 kW/kg).
Základní inovací je nová kladná elektroda kombinující chemicky modifikovaný grafen a nanostruktury z MOF (metal organic framework), které navíc obsahovaly navázanou aminokyselinu. Tato technologie vede k materiálu s obrovským aktivním povrchem. Navíc je vzniklá struktura (prý s obdobou peptidových vazeb) chemicky i mechanicky velmi stabilní, takže zařízení si i po 10 000 cyklech zachovávalo asi 90 % kapacity (klasický lithiový akumulátor má životnost asi 5 000 cyklů).
Kolleboyina Jayaramulu et al, Covalent Graphene‐MOF Hybrids for High‐Performance Asymmetric Supercapacitors, Advanced Materials (2020). DOI: 10.1002/adma.202004560
Zdroj: Technical University Munich / Phys.org
Poznámka PH: U modifikovaného grafenu se zde přímo používá termínu graphene acid, grafenová kyselina. Tato látka vzniká další oxidací oxidu grafenu, např. kyselinami za zvýšené teploty. Jde tedy cca o grafen, ze kterého různě koukají skupiny -COOH. Další funkční skupiny, tedy např. skupiny -OH a různé kyslíky vázané přes epoxidové vazby, by naopak měly být při přípravě grafenové kyseliny odstraněny. Kyselina grafenová je výrazně hydrofilní a dají se z ní vytvářet např. tenké membrány.
Na objevu/přípravě grafenové kyseliny se mimochodem významně podíleli i lidé z VŠCHT v Praze
https://doi.org/10.1002/chem.201603766
A spoluautory výše odkazovaného článku z Advanced Materials jsou zase lidé z Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci.
