O le Supercapacitors o se ituaiga masini e fa'aigoaina lelei e mafai ona teuina ma fa'aolaina le malosi vave nai lo maa masani. Latou te manaʻomia tele mo talosaga e aofia ai taʻavale eletise, fesoʻotaʻiga uaealesi ma laser maualuga.

Ae ina ia iloa nei talosaga, e manaʻomia e supercapacitors sili atu eletise, lea e faʻafesoʻotaʻi le supercapacitor i masini e faʻalagolago i lo latou malosi. O nei eletise e manaʻomia le vave ma taugofie e fai i luga o se fua tele ma mafai foi ona faʻapipiʻi ma faʻasaʻo vave a latou uta eletise. O se vaega o inisinia i le Iunivesite o Uosigitone ua latou manatu ua latou faia se faiga mo le gaosiga o mea eletise supercapacitor e fetaui ma nei manaoga tau alamanuia ma le faaaogaina.

O le au suʻesuʻe, taʻitaʻia e le UW fesoasoani polofesa o mea faʻasaienisi ma inisinia Peter Pauzauskie, lomia se pepa ia Iulai 17 i le tusi talaaga Nature Microsystems ma Nanoengineering o loʻo faʻamatalaina ai lo latou supercapacitor electrode ma le vave, taugofie le auala na latou faia ai. O la latou auala fou e amata i mea e maua i le kaponi ua faʻamago i se matrix maualalo e taʻua o le aerogel. O lenei airgel na o ia lava e mafai ona galue e pei o se eletise eletise, ae o le au a Pauzauskie e sili atu nai lo le faaluaina o lona malosi, o lona gafatia e teu ai le eletise.

O nei mea amata taugofie, faʻatasi ma se faʻagasologa faʻasolosolo faʻagasologa, faʻaitiitia ai faʻalavelave masani e lua i le faʻaogaina o pisinisi: tau ma le saoasaoa.

"I talosaga tau alamanuia, o le taimi o le tupe," o le tala lea a Pauzauskie. "E mafai ona matou faia mea amata mo nei eletise i itula, nai lo vaiaso. Ma o lena mea e mafai ona faʻaitiitia ai le tau faʻapipiʻi mo le faia o eletise supercapacitor maualuga.

E fa'apipi'iina lelei eletise supercapacitor mai mea e mauoa i le carbon lea e iai fo'i le maualuga maualuga. Ole mana'oga mulimuli e taua tele ona o le auala tulaga ese e teu ai e le supercapacitors le eletise. A'o teuina e le maa masani ia tau eletise e ala i gaioiga fa'a-kemikolo o lo'o tutupu i totonu, ae o le supercapacitor e teuina ma vavae'ese tu'u sa'o lelei ma le leaga i luga.

"Supercapacitors e mafai ona sili atu le saoasaoa nai lo maa aua latou te le faatapulaaina i le saoasaoa o le tali po o mea e maua mai e mafai ona faia," o le tala lea a le tusitala taʻitaʻi-taʻitaʻi Matthew Lim, o le UW doctoral student i le Department of Materials Science & Engineering. "Supercapacitors e mafai ona faʻapipiʻi vave ma faʻamalo vave, o le mea lea latou te lelei tele i le tuʻuina atu o nei 'puʻi' o le mana."

"E iai a latou faʻaoga lelei i tulaga e telegese ai le maa na o ia," o le tala lea a le tusitala taʻitaʻi taʻitaʻi Matthew Crane, o se tamaititi aoga faafomai i le UW Department of Chemical Engineering. "I taimi e telegese tele ai le maa e faʻafetaui le manaʻoga o le malosi, o le supercapacitor e iai le eletise maualuga maualuga e mafai ona 'kiki' vave ma faʻafetaui le paʻu o le malosi."

Ina ia maua le maualuga maualuga mo se eletise lelei, na faʻaaogaina e le 'au aerogels. O mea susu ia, e pei o se gel na faia se togafitiga faʻapitoa o le faʻamago ma le faʻamafanafana e sui ai a latou vaega vai i le ea poʻo se isi kasa. O nei metotia e faʻasaoina ai le fausaga 3-D o le gel, e tuʻuina atu i ai le maualuga maualuga ma le maualalo tele. E pei o le aveeseina uma o vai mai le Jell-O e aunoa ma se faʻafefe.

“E tasi le kalama o le airgel e iai pe tusa o le tele o le vaega o le fogāeleele e pei o le tasi malae soka,” o le tala lea a Pauzauskie.

Na faia e Crane aerogels mai se polymer pei o le gel, o se mea e toe fai ai iunite faʻavae, na faia mai le formaldehyde ma isi mole mole faʻavae carbon. O lenei mea na faʻamautinoa ai o latou masini, e pei o le supercapacitor electrodes i aso nei, o le a aofia ai mea e maua ai carbon.

I le taimi muamua, na faʻaalia ai e Lim o le faʻaopoopoina o le graphene-o se laupepa o le kaponi e naʻo le tasi le atomo mafiafia-i le gel na faʻapipiʻiina ai le ea ea e maua ai le supercapacitor properties. Ae, e manaʻomia e Lim ma Crane le faʻaleleia o le faʻatinoga o le aerogel, ma faʻafaigofie le faʻaogaina o le faʻagasologa.

I suʻesuʻega muamua a Lim, faʻaopoopo le graphene e leʻi faʻaleleia ai le malosi o le aerogel. O lea na latou utaina ai aerogels i laupepa manifinifi o le molybdenum disulfide poʻo le tungsten disulfide. O vailaʻau uma e lua o loʻo faʻaaogaina lautele i aso nei i lubricants alamanuia.

Na togafitia e le au suʻesuʻe mea uma e lua i galu leo ​​maualuga e talepe ai i ni laupepa manifinifi ma tuʻufaʻatasia i totonu o le matrix gel-rich carbon. E mafai ona latou fa'apipi'iina se gel susū ua tumu atoa i lalo ifo o le lua itula, ae o isi metotia e tele aso e alu ai.

Ina ua uma ona maua le aerogel mago, maualalo-density, sa latou tuufaatasia i ni mea faapipii ma se isi mea e maua ai le carbon e fausia ai se "paluga," lea e mafai e Lim ona taʻavale i luga o laupepa na o ni nai afe o inisi le mafiafia. Na latou 'oti'oti tisiki afa-inisi mai le paluga ma fa'aputuina i totonu o fa'ama'a ma'a tupe mama e fa'ata'ita'i ai le aoga o mea e pei o se eletise supercapacitor.

E le gata o latou eletise vave, faigofie ma faigofie ona faʻapipiʻiina, ae na latou faʻaogaina foi le malosi e le itiiti ifo i le 127 pasene le sili atu nai lo le ea ea e mauoa i le carbon.

O lo'o fa'amoemoe Lim ma Crane e fa'apea o le aerogels o lo'o fa'atumuina i pepa manifinifi o le molybdenum disulfide po'o le tungsten disulfide-e tusa ma le 10 i le 100 atoms mafiafia-o le a sili atu ona lelei le fa'atinoga. Ae muamua, na latou mananaʻo e faʻaalia o le utaina o aerogels o le a sili atu le vave ma taugofie e faʻapipiʻi, o se laasaga talafeagai mo le gaosiga o fale gaosi oloa. E soso'o mai le fa'asologa lelei.

E talitonu le au o nei taumafaiga e mafai ona fesoasoani i le alualu i luma o le saienisi e oʻo lava i fafo atu o le malo o supercapacitor electrodes. O latou aerogel-suspended molybdenum disulfide atonu e tumau pea le mautu e faʻamalosia ai le gaosiga o le hydrogen. Ma o la latou auala e maileia vave ai mea i aerogels e mafai ona faʻaoga i maa maualuga maualuga poʻo catalysis.