นักวิจัยที่มหาวิทยาลัย Monash ได้พัฒนาวัสดุชนิดใหม่ที่ทำจากคาร์บอน ซึ่งช่วยให้ตัวเก็บประจุยิ่งยวดสามารถเก็บพลังงานได้เหมือนแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ในขณะที่ส่งมอบพลังงานได้มากกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป

ด้วยการอบด้วยความร้อนอย่างรวดเร็วของสารตั้งต้นกราไฟต์ออกไซด์ นักวิจัยที่มหาวิทยาลัย Monash ในออสเตรเลียประสบความสำเร็จในการผลิตตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่มีความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูงถึง 69.2 กิโลวัตต์ต่อลิตร ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการชาร์จที่รวดเร็วและเสถียรภาพในการปั่นจักรยานที่ดีเยี่ยม

ตัวเก็บประจุยิ่งยวดเป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานชนิดใหม่ที่กำลังเกิดขึ้น ซึ่งเก็บประจุไฟฟ้าสถิต แทนที่จะผ่านปฏิกิริยาเคมีของแบตเตอรี่แบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม อุปสรรคสำคัญคือพื้นที่ผิวที่จำกัดของวัสดุคาร์บอนที่มีอยู่สำหรับการจัดเก็บพลังงาน

ศาสตราจารย์ Mainak Majumder จากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศของมหาวิทยาลัย Monash และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยการผลิตขั้นสูงของวัสดุ 2 มิติ (AM2D) กล่าวว่า นักวิจัยได้ปลดล็อกพื้นที่ผิวที่มากขึ้นในวัสดุคาร์บอนโดยการปรับเปลี่ยนวิธีการอบด้วยความร้อน

Majumder อธิบายว่ากุญแจสำคัญอยู่ที่โครงสร้างวัสดุใหม่—กราฟีนออกไซด์ลดขนาดหลายระดับ (M-rGO)—ที่ได้มาจากกราไฟต์ธรรมชาติ ทีมวิจัยใช้กระบวนการอบด้วยความร้อนอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างโครงสร้างกราฟีนโค้งงอสูง สร้างช่องทางที่แม่นยำสำหรับการเคลื่อนที่ของไอออนที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ จึงบรรลุทั้งความหนาแน่นของพลังงานสูงและความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูง

Petar Jovanović ผู้ร่วมเขียนการศึกษา นักวิจัยที่ AM2D กล่าวว่า เมื่อประกอบเป็นเซลล์แบบซอง ตัวเก็บประจุยิ่งยวดใหม่นี้มีความหนาแน่นของพลังงานปริมาตรสูงถึง 99.5 วัตต์-ชั่วโมงต่อลิตร และความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูงถึง 69.2 กิโลวัตต์ต่อลิตร ในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพในระยะยาว

นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าความสำเร็จนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานรุ่นใหม่ทั่วโลกที่รวมพลังงานและกำลังไฟฟ้าสูง ปูทางสำหรับการใช้งานในการขนส่งด้วยไฟฟ้า การควบคุมกริด และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ใน Nature Communications ในชื่อเรื่อง "In-situ interlayer expansion of multi-scale curved graphene enables efficient volumetric supercapacitors."