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首個自充電超級電容器問世:可有效儲存太陽能的儲能裝置

2025-01-05 11:13  來源:外媒  瀏覽:  

聯合研究開發出一種能夠高效儲存太陽能的高性能自充電儲能裝置。研究團隊利用過渡金屬基電極材料大幅提升現有超級電容器裝置的性能,并提出了一種將超級電容器與太陽能電池相結合的新型儲能技術。

研究團隊采用鎳基碳酸鹽和氫氧化物復合材料設計電極,并通過添加Mn、Co、Cu、Fe、Zn等過渡金屬離子,最大程度提高電極的導電性和穩定性,該技術大幅提升儲能裝置性能,在能量密度、功率密度、充放電穩定性等方面均有顯著提升。

具體來說,本研究實現的能量密度為 35.5 Wh kg?¹,明顯高于之前研究的單位重量能量存儲(5-20?? Wh kg?¹)。功率密度為 2555.6 W kg?¹,明顯超過之前研究的值(- 1000 W kg?¹),表明能夠快速釋放更高功率,即使對于高功率設備也能實現即時能量供應。此外,在反復充電和放電循環中,性能下降幅度很小,證實了設備的長期可用性。

此外,研究團隊還開發出一種結合硅太陽能電池與超級電容器的儲能裝置,形成一個可以儲存太陽能并實時利用的系統。該系統的儲能效率達到 63%,綜合效率達到 5.17%,有效驗證了自充電儲能裝置的商業化潛力。

DGIST 納米技術部高級研究員 Jeongmin Kim 表示:“這項研究是一項重大成就,因為它標志著韓國首個將超級電容器與太陽能電池相結合的自充電儲能裝置的開發。通過利用過渡金屬基復合材料,我們克服了儲能設備的局限性,并提出了可持續的能源解決方案。”

慶北國立大學RLRC研究員Damin Lee表示,“我們將繼續進行后續研究,進一步提高自充電設備的效率,增強其商業化潛力。”

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