A-Z ELEKTRO listopad / prosinec 2019

VĚDA A VÝZKUM listopad/prosinec 2019 | A-Z ELEKTRO | 109 Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů Šlechtitelů 27 783 71 Olomouc Tel.: (+420) 585 634 973 Email: rcptm@upol.cz www.rcptm.com Facebook: https://www.facebook.com/rcptmcz Foto: Petr Jakubec Vědci vyvinuli levný a dostupný materiál pro superkondenzátory V ýzkumníci pro přípravu elektro- dového materiálu použili fluoro- grafit, běžně dostupný průmyslový lubrikant. Ve vodíkové atmosféře jej za zvýšené teploty defluorino- vali a částečně hydrogenovali. „Díky zvýšené teplotě se část atomů fluoru odtrhla z původního materiálu a v redukční vodíkové atmosféře byla nahrazena atomy vodíku. V souvislosti s tím se změnila i vodivost materiálu. Dále jsme optimalizovali dobu reakce. Zjistili jsme, že po dvaceti hodinách zahřívání dosáhne materiál optimál- ního složení a vykazuje nejlepší kapa- citní vlastnosti,“ uvedl jeden z autorů Petr Jakubec. Vodivost patří mezi klíčové vlast- nosti vhodných elektrodových materi- álů pro superkondenzátory. Další dů- ležitou vlastností superkondenzátorů je maximální počet nabíjecích cyklů bez ztráty kapacity. I v tomto ohledu má nový materiál velmi slibné para- metry. „Provedli jsme 30 tisíc cyklů opakovaného nabití a vybití bez toho, abychom pozorovali pokles kapacity. Ve srovnání s literaturou je to výji- mečné, běžně se uvádí u podobných materiálů interval jeden až 10 tisíc cyklů, vše nad toto číslo je už hodně zajímavé,“ doplnil Jakubec. Vývojem nových materiálů pro superkondenzátory se vědci v RCPTM zabývají již několik let, hledají však další materiály nejen s lepšími vlastnostmi, ale také cenově výhodné. „V tomto případě možnosti komerč- ního využití zaručuje rozumná cena a jednoduchá příprava. Ta je dána Nový uhlíkový elektrodový materiál vhodný do superkondenzátorů, tedy zařízení pro uchování energie využívaných například v automobilovém průmyslu či elektrotechnice, vyvinuli vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) Univerzity Palackého v Olomouci. Materiál na bázi fluorografenu má srovnatelnou kapacitu s komerčně využívanými materiály, je ale mnohem dostupnější a levnější. Výsledky zhruba dvouletého výzkumu autoři popsali v článku publikovaném nedávno v časopise Nanoscale. nejen snadno dostupným výchozím materiálem, ale rovněž jednoduchou a jednostupňovou syntézou. Nejsou potřebná složitá rozpouštědla, těžké kovy, inertní prostředí. Při testování superkondenzátorů jsme využili jako elektrolyt vodný roztok běžně dostup- ného a levného síranu sodného, který je obdobně jako fluorografit dostupný na trhu v tunách,“ objasnil další z autorů Petr Martin. Výzkum byl součástí ERC grantu nazvaného Dvoudimenzionální chemie směrem ke grafenovým derivátům, který řeší tým pod vedením Michala Otyepky. Jeho cílem je připravit super- funkční materiály odvozené od gra- fenu, jejichž vlastnosti se upraví na míru konkrétním aplikacím. Právě oblast „úložišť“ elektrické energie se v tomto ohledu jeví jako velmi per- spektivní. Vývojem nových materiálů pro superkondenzátory se vědci v RCPTM zabývají již několik let, hledají však další materiály nejen s lepšími vlastnostmi, ale také cenově výhodné.