Sử dụng siêu tụ điện mới có thể tăng công suất lưu trữ lên 3000%

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí khoa học Energy Letters (Mỹ), các nhà nghiên cứu từ Khoa Thiết bị và Vật lý Ứng dụng (IAP) tại Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) đã sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET) làm bộ thu điện thay cho các điện cực kim loại đang được sử dụng rộng rãi trong các tụ điện hiện nay.

Abha Mishra, giáo sư IAP và tác giả của nghiên cứu cho biết: “Sử dụng FET làm điện cực cho siêu tụ điện là một phương pháp mới để điều chỉnh điện tích trong tụ điện".

Các lớp MoS2 và graphene xen kẽ chỉ dày vài nguyên tử giúp tăng độ linh động điện tử.

Các tụ điện hiện nay thường sử dụng điện cực oxit kim loại, khiến độ linh động điện tử của chúng bị hạn chế. Do đó, các nhà nghiên cứu đã quyết định tạo ra các bóng bán dẫn hiệu ứng trường hỗn hợp, bao gồm các lớp molypden disulfide (MoS2) và graphene xen kẽ.

Nghiên cứu này đã phát triển một siêu tụ điện cực nhỏ, có khả năng lưu trữ và độ nén vượt trội so với các thiết bị lưu trữ hiện nay. Trong một số điều kiện nhất định, điện dung của siêu tụ điện mới có mức tăng ấn tượng lên tới 3000%. Điều đó khiến cho một thiết bị lưu trữ nhỏ bé cũng có khả năng tích trữ một lượng điện tích khổng lồ.

Kích thước của thiết bị cũng nhỏ gọn hơn nhiều so với các siêu tụ điện hiện nay, giúp chúng có khả năng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ thiết bị chiếu sáng công cộng, điện tử gia dụng, xe điện và thiết bị y tế.

Theo đánh giá của các nhà nghiên cứu, siêu tụ điện mới sẽ kết hợp những điểm tối ưu của cả pin và tụ điện: có thể lưu trữ và giải phóng một lượng lớn năng lượng, khiến chúng sẽ rất được chào đón trong các thiết bị điện tử thế hệ tiếp theo. Vì những siêu tụ điện này rất nhỏ nên không thể nhìn thấy chúng nếu không có kính hiển vi và quá trình sản xuất đòi hỏi độ chính xác cao.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có kế hoạch khám phá khả năng thay thế MoS2 bằng các vật liệu khác để tăng thêm công suất tích trữ cho siêu tụ điện này.

(theo Devsday)

Hạ Thảo