Sciencemag.cz
Doporučujeme
Podle studie chemiků a materiálových vědců ze Scripps Research a Lawrence Berkeley National Laboratory má nový typ polysulfátů, která dokáže tvořit tenké a pružné vrstvy, pro nás velmi výhodné vlastnosti. Mohl by se stát materiálem vhodným pro řadu vysoce výkonných elektronických komponent. Tyto materiály by se daly využít např. k výrobě kondenzátorů na bázi polymerních filmů, které dokážou uchovávají elektrickou energii ve vysoké hustotě, nabídnou velký výkon a zároveň snášejí vyšší teploty a elektrická pole lépe než dnes používaná zařízení. Autoři studie uvádějí, že nové kondenzátory by se mohly uplatnit např. v elektrických vozidlech.
Dielektrika jsou elektrické izolanty, které ale v přítomnosti elektrického pole vytvářejí opačně nabité oblasti. Toto „oddělení“ nábojů od sebe je formou uchovávání energie (vzniká gradient). Dielektrické materiály se používají v kondenzátorech, tranzistorech a dalších elektronických součástkách. Mnohou ze současných dielektrických materiálů jsou lehké a pružné polymery, v tom nic inovativního ještě není. Nové polysulfáty patří také do této skupiny, ale mají výrazně lepší vlastnosti než dnes průmyslově používané materiály. Kondenzátory vyrobené z jednoho z nově připravených polysulfátů, pokud jsou navíc vylepšeny tenkou vrstvou oxidu hlinitého, mohou vybíjet vysokou hustotu energie a zároveň odolávají elektrickým polím o vysoké intenzitě (více než 700 milionů voltů na metr) a teplotám (150 °C), které by jiné kondenzátory na bázi polymerních filmů zničily. Citlivost stávajících polymerových kondenzátorů často vyžaduje nákladná a těžkopádná řešení chlazení. Nasazení nových polysulfátových dielektrik by tak podle vědců mohlo vést k levnějším, jednodušším a odolnějším napájecím systémům v elektromobilech i v jiných aplikacích. Autoři studie navíc uvádějí, že další optimalizací polysulfátů by mohli získat i materiály pracující s malou nebo žádnou ztrátou funkčnosti i při 200 až 250 °C.
He Li et al, High-performing polysulfate dielectrics for electrostatic energy storage under harsh conditions, Joule (2023). DOI: 10.1016/j.joule.2022.12.010
Zdroj: The Scripps Research Institute / Phys.org
