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(guò)添加Mn、Co、Cu、Fe、Zn等過(guò)渡金屬離子,最大程度提高電極的導電性和穩定性,該技術(shù)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(zhù)提升。
具體來(lái)說(shuō),本研究實(shí)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(guò)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(shí)現即時(shí)能量供應。此外,在反復充電和放電循環(huán)中,性能下降幅度很小,證實(shí)了設備的長(cháng)期可用性。
此外,研究團隊還開(kāi)發(fā)出一種結合硅太陽(yáng)能電池與超級電容器的儲能裝置,形成一個(gè)可以?xún)Υ嫣?yáng)能并實(shí)時(shí)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(yè)化潛力。
DGIST 納米技術(shù)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(zhù)韓國首個(gè)將超級電容器與太陽(yáng)能電池相結合的自充電儲能裝置的開(kāi)發(fā)。通過(guò)利用過(guò)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(xué)RLRC研究員Damin Lee表示,“我們將繼續進(jìn)行后續研究,進(jìn)一步提高自充電設備的效率,增強其商業(yè)化潛力。”