Siêu tụ là một thiết bị quan trọng để lưu trữ năng lượng với mật độ công suất và mật độ năng lượng cao. Các siêu tụ thương mại thường được chế tạo bằng cách sử dụng chất kết dính để đính kèm bột điện cực với điện cực dẫn kim loại.

Nhóm nghiên cứu Lương Thị Anh Đào, Đỗ Hữu Quyết thuộc Trung tâm nghiên cứu triển khai, Khu công nghệ cao TP.HCM đã nghiên cứu phương pháp để chế tạo các siêu tụ điện sử dụng điện cực là hệ composite mềm dẻo, có liên kết mạnh mẽ giữa tính chất cơ và tính chất điện để có kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và linh hoạt.

Nhóm nghiên cứu cho biết để thu được mật độ năng lượng và mật độ công suất cao, họ sử dụng điện cực nanocomposite ống than nano (CNTs)-polyaniline (PANI). Siêu tụ được chế tạo dựa trên điện hệ composite này kết hợp với chất điện giải polyvinyl alcohol (PVA) cho kết quả điện dung 170 F/g với điện năng tích trữ lên tới 1,2 volt, là điện áp tối đa có thể đạt được đối với tế bào siêu tụ sử dụng chất điện giải là PVA chứa nước”.

Để chế tạo siêu tụ dẻo có năng lượng công suất cao các nhà nghiên cứu sử dụng vật liệu composite làm điện cực cho siêu tụ. Chất điện giải để chế tạo là các polymer có khả năng dẫn ion như PVA, lapheon,... Ưu điểm chất điện giải này là dẻo, an toàn, không cần bao bọc như điện giải lỏng.Tuy nhiên, để dẫn ion tốt cần thêm các chất tan như muối LiCl và làm mỏng để giảm điện trở nhưng phải đảm bảo độ bền cơ lý hóa.

Siêu tụ mềm dẻo từ hệ composite CNTs-PANI được tạo ra bằng kỹ thuật trộn và quét nhưng hiệu quả của thiết bị không cao, điện dung riêng 16 F/g và điện áp đạt xấp xỉ 1 volt. Mặc dù những kỹ thuật này ít tốn kém nhưng sự đồng nhất liên kết của những thành phần trong điện cực và chất điện phân không tốt. Sự lắng đọng polymer lên mạng lưới CNTs không chỉ nâng cao khả năng tiếp xúc và độ dẫn mà còn cho phép các ion xâm nhập vào cấu trúc dễ dàng hơn. Do đó cấu trúc được thiết kế cho siêu tụ dẻo dựa trên mạng lưới composite CNTs-PANI và điện giải PVA/LiCl được mong đợi không chỉ có mật độ năng lượng và mật độ công suất cao mà còn có tuổi thọ dài. 

Nguồn: khoahocphothong