- Superkondenzátor bude jednou umět nabít telefon za 60 sekund
- Rychlé nabíjení bude možné díky speciálnímu pohybu iontů
- Superkondenzátory mají malé póry, v nichž se ukládá elektrická energie
Nová technologie superkondenzátorů slibuje revoluci v rychlosti nabíjení elektroniky. Funguje na principu zefektivnění pohybu iontů v superkondenzátorech, což by mohlo výrazně zrychlit proces nabíjení a vybíjení elektroniky. Superkondenzátory jsou zařízení, které slouží k ukládání energie, kterou uchovávají v elektrickém poli. Na rozdíl od běžných baterií, které ukládají energii v chemických vazbách, superkondenzátory využívají elektrostatické síly. Tento způsob ukládání energie umožňuje superkondenzátorům rychlejší nabíjení a vybíjení ve srovnání s klasickými bateriemi. Jejich kapacita je však nižší, což znamená, že mohou uchovávat méně energie než běžné baterie.
Hlavní zákon fyziky neplatí pro ionty
Tradiční superkondenzátory jsou omezeny Kirchhoffovým zákonem (KZ), který popisuje tok elektronů v běžných elektrických obvodech. KZ popisuje součet napětí v uzavřeném obvodu a tok elektrického proudu v elektrickém obvodu. Vědci zjistili, že ionty v superkondenzátorech, které obsahují nanopóry, se pohybují jiným způsobem, než je tomu u elektronů v běžných elektrických obvodech. Zatímco elektrony se v souladu s KZ pohybují po trajektoriích s nejmenším elektrickým odporem, ionty v nanopórech se pohybují po složitějších drahách. Ionty se namísto přímkového pohybu, který by vedl po nejmenším elektrickém odporu, pohybují po křivkách s různými trajektoriemi uvnitř mikroskopických pórů.
Existuje několik faktorů, které mohou ovlivňovat odlišné chování iontů v nanopórech. Tím prvním je samotná velikost pórů. Velikost pórů výrazně ovlivňuje pohyb iontů. Póry s menší velikostí vedou k pomalejšímu pohybu iontů, protože omezený prostor zvyšuje tření a odpor. Tyto menší póry však umožňují ukládat více energie, protože mají větší povrchovou plochu (specifický povrch) pro akumulaci náboje. Naopak větší póry umožňují rychlejší pohyb iontů, ale snižují celkovou kapacitu ukládání energie.
Dalším důležitým faktorem je přítomnost elektrostatických sil. V nanopórech dochází k silnějším elektrostatickým interakcím mezi ionty a stěnami pórů. Tyto interakce mohou zpomalit nebo odklonit trajektorie iontů, což vede k jejich složitějším pohybovým vzorcům. Pro správnou funkci superkondenzátoru je také důležitá jeho teplota, která rovněž dokáže ovlivnit pohyb iontů. Vyšší teplota obecně zvyšuje kinetickou energii iontů, což vede k rychlejšímu pohybu. Při velmi vysokých teplotách však mohou být tyto pohyby neefektivní kvůli zvýšenému tření a potenciálním změnám v elektrostatických interakcích.
Nepřehlédněte
Hořčíkové baterie slibují průlom v elektromobilitě: jsou levnější, bezpečnější a ekologické
Tato nová technologie přináší několik významných výhod, a kdyby se jednou povedla zrealizovat až do konce, teoreticky bychom mohli mít možnost nabít mobilní telefon za pouhých 60 sekund.
