Hochleistungs-Manganoxid-Superkondensator: Batteriespeicher mit Schnellladung vereint

Ein neuer Superkondensator auf Manganoxid-Basis könnte die Speicherkapazität von Batterien mit der hohen Leistung und schnellen Ladung anderer Superkondensatoren kombinieren. Durch Kombination von Manganoxid mit Kobalt-Manganoxid wird eine Heterostruktur gebildet, in der Grenzflächeneigenschaften eingestellt werden können.

Die Gruppe begann mit Simulationen, um zu sehen, wie sich Manganoxids Eigenschaften ändern, wenn es mit anderen Materialien gekoppelt wird. Als sie es mit einem Halbleiter koppelten, fanden sie eine leitende Grenzfläche mit geringem Widerstand für Elektronen- und Ionentransport. Das wird wichtig sein, da das Material sonst langsam laden würde.

Die Kombination von Manganoxid mit Kobalt-Manganoxid als positive Elektrode und einer Form von Graphenoxid als negative Elektrode ergibt einen asymmetrischen Superkondensator mit hoher Energiedichte, bemerkenswerter Leistungsdichte und exzellenter Zyklenstabilität.

Durch Skalierung der lateralen Dimensionen und Dicke hat das Material das Potenzial, in Elektrofahrzeugen eingesetzt zu werden. Der nächste Schritt wird sein, die Grenzfläche, an der die halbleitenden und leitenden Schichten zusammentreffen, für bessere Leistung abzustimmen. Das Team wird den Superkondensator zu bereits entwickelten flexiblen, tragbaren Elektroniken und Sensoren als Energiequelle für diese Geräte oder direkt als selbstversorgte Sensoren hinzufügen.