Dr. David Eisenberg en prof. dr. Gadi Rothenberg van het Van ‘t Hoff Institute for Molecular Sciences aan de Universiteit van Amsterdam (UvA) hebben een nieuw type supercondensator-materiaal ontwikkeld met een breed scala aan potentiële toepassingen in elektronica, transport en energie-opslag. De UvA heeft octrooi aangevraagd op het nieuwe materiaal.

Eisenberg en Rothenberg ontdekten het nieuwe supercondensatormateriaal tijdens het onderzoek naar brandstofcellen dat deel uitmaakt van het onderzoekszwaartepunt Sustainable Chemistry van de UvA. Oorspronkelijk ontwikkelden ze materialen voor de vaste katalytische elektroden van brandstofcellen. Bij het modificeren van het oppervlak van deze materialen ontdekten ze dat ze een grotendeels poreus maar zeer gestructureerd materiaal gemaakt hadden, met erg veel sites voor snelle redoxreacties. Dit inspireerde hen om het te testen op de mogelijkheden voor toepassing in supercondensatoren.

 

 

 

 

 

David Eisenberg is postdoc bij het onderzoekszwaartepunt Sustainable Chemistry.

 

Het nieuwe materiaal combineert verschillende praktische eigenschappen: het is licht, goedkoop, niet-toxisch en het is gemakkelijk op grote schaal te vervaardigen. Dat laatste aspect is enorm belangrijk voor industriële toepassing, aldus Eisenberg: "Producenten van elektronische componenten zijn altijd op zoek naar goedkope, reproduceerbaar te vervaardigen materialen met geringe belasting voor mens en milieu. In de literatuur zijn allerlei geschikte high-performance elektronische materialen te vinden, maar ze worden pas toegepast als ze makkelijk, goedkoop en in grote hoeveelheden te produceren zijn."

 

Opslag van energie

Supercondensatoren zijn voor energie-opslag geschikte componenten die de eigenschappen van batterijen en condensatoren combineren. Batterijen hebben een hoge energiedichtheid (ze kunnen grote hoeveelheden energie opslaan) maar een lage vermogensdichtheid (het laden en ontladen gaat langzaam). Omgekeerd hebben condensatoren een hoge vermogensdichtheid (ze nemen snel energie op en staan die ook snel weer af) maar een lage energiedichtheid. 

 

 

 

 

 

Gadi Rothenberg leidt de groep Heterogeneous Catalysis and Sustainable Chemistry.

 

Een batterij slaat intern lading op, in de bulk van het materiaal, terwijl een condensator het materiaaloppervlak benut. Supercondensatoren werken via ladingsscheiding door snelle adsorptie van ionen, gecombineerd met zeer snelle redoxreacties van aan het oppervlak gebonden moleculen. Ze hebben een hogere energiedichtheid dan reguliere elektrolytische condensatoren in combinatie met een hogere vermogensdichtheid dan batterijen.

 

Supercondensatoren worden gebruikt in toepassingen waar behoefte is aan veelvuldige en snelle cycli van laden en ontladen. Denk aan het beschermen van elektronische schakelingen tegen spanningspieken, regeneratief remmen in auto's en liften, en burst-mode vermogensafgifte in flitslampen.

 

• Website Heterogeneous Catalysis and Sustainable Chemistry
• Website onderzoekszwaartepunt Sustainable Chemistry