นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลได้พัฒนาวัสดุกักเก็บพลังงานที่ก้าวล้ำโดยใช้วัสดุนาโนคาร์บอนที่ยั่งยืน Gii นวัตกรรมนี้สามารถเปิดใช้งานความสามารถในการจัดเก็บพลังงานที่มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในอุปกรณ์ 'Internet of Things' (IoT)
เครดิตรูปภาพ: iGii
เผยแพร่ใน แบตเตอรี่และซุปเปอร์แคปนักวิจัยได้รวม Gii เข้ากับเหล็ก oxyhydroxide (FeOOH) ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการสะสมทางเคมีไฟฟ้า ทำให้เกิดวัสดุอิเล็กโทรดชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพสำหรับไมโครซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ อุปกรณ์กักเก็บพลังงานขนาดเล็กเหล่านี้ถูกนำมาใช้มากขึ้นในการขับเคลื่อนเทคโนโลยี IoT เช่น เซ็นเซอร์ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตในยานพาหนะและเครื่องใช้ในบ้าน
การค้นพบที่สำคัญ ได้แก่ :
- ไฟฟ้าแรงสูง – การทำงานที่ช่วง 2 V ซึ่งเกือบสองเท่าของขีดจำกัด 1.2 V โดยทั่วไปที่เห็นได้ด้วยอิเล็กโทรด นวัตกรรมนี้ช่วยลดขนาดและความต้องการวัสดุสำหรับอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน
- ที่ยั่งยืน – อิเล็กโทรดเป็นแบบน้ำ ซึ่งเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนแทนอิเล็กโทรดแบบตัวทำละลายซึ่งมักใช้ในอุปกรณ์ IoT
- การสาธิต FeOOH ภายในอุปกรณ์ที่ไม่สมมาตร – ประสบความสำเร็จในการจับคู่กับแมงกานีสออกไซด์ในตัวเก็บประจุแบบเต็มเซลล์ FeOOH แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับสมดุลหน้าต่างแรงดันไฟฟ้า โดยได้รับช่วง 2 V ที่ขยายออกไป พลังงานและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุในอุดมคติสำหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง
ดร. ฟิลิเป้ บรากา ภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล กล่าวว่า “ด้วยการใช้การวางตำแหน่งอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดที่ใช้ Gii สามารถทำให้อุปกรณ์ IoT สามารถใช้ระบบกักเก็บพลังงานที่มีขนาดเล็กลง มีประสิทธิภาพมากขึ้น และยั่งยืนมากขึ้น ซึ่งช่วยเร่งให้เกิดการใช้งานในชีวิตประจำวัน
“ยิ่งกว่านั้น การวิจัยครั้งนี้ยังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของ Gii ในการเปลี่ยนแปลงการจัดเก็บพลังงานสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็ก” ศาสตราจารย์ลอเรนซ์ เจ. ฮาร์ดวิค ภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล กล่าว
“ด้วยการฝากโลหะออกไซด์ไว้บนคาร์บอนที่มีโครงสร้างเปิดและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูงของ Gii เราได้สร้างโซลูชันที่ปรับขนาดได้ซึ่งตอบสนองความท้าทายในการบูรณาการการจัดเก็บพลังงานไว้ในอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด
“ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์มีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนเทคโนโลยี IoT ขั้นต่อไป และเรารู้สึกตื่นเต้นที่จะได้สำรวจความสามารถของ Gii ในสาขานี้ต่อไป”
Gii เป็นวัสดุนาโนคาร์บอนที่ยั่งยืนที่ผลิตโดย iGii Gii ไม่ได้ขุดหรือสร้างขึ้นผ่านกระบวนการที่เป็นพิษและมีพลังงานสูง แต่สามารถผลิตได้อย่างยั่งยืนในระดับอุตสาหกรรม
Marco Caffio ผู้ร่วมก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ iGii กล่าวว่า: “เราเพิ่งเริ่มค้นพบศักยภาพทั้งหมดของ Gii เท่านั้น นอกเหนือจากคุณประโยชน์ในการเปลี่ยนแปลงสำหรับตลาดไบโอเซนเซอร์แล้ว งานวิจัยนี้ยังเน้นย้ำถึงความสามารถอันน่าทึ่งของ Gii ในด้านการจัดเก็บพลังงาน
ไม่ว่าจะเป็นการสนับสนุนการวิจัยในระยะเริ่มต้นหรือการเปิดใช้งานผลิตภัณฑ์ที่พร้อมจำหน่ายในตลาด Gii นำเสนอการผสมผสานที่ไม่มีใครเทียบได้ระหว่างความคุ้มค่า ความยั่งยืน ความสามารถในการขยายขนาด และความปลอดภัยของอุปทาน ทำให้ Gii เป็นวัสดุที่สมบูรณ์แบบสำหรับการขับเคลื่อนนวัตกรรมในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย”