Chemische behandeling van wolfraamhoudende nanodraadjes levert een robuuste supercondensator op als alternatief voor accu’s. Stop hem in je mobieltje en je hebt een week lang energie terwijl het opladen nog maar een paar seconden kost, claimt postdoc Nitin Choudhary van de University of Central Florida.
Extra voordeel is dat de prestaties niet achteruit lijken te gaan door veelvuldig gebruik: het prototype leefde nog na 30.000 keer op- en ontladen. Bovendien is de supercondensator flexibel mits de ondergrond, waarop je de nanodraadjes laat groeien, dat ook is.
De supercondensator, die hij onlangs beschreef in ACS Nano, is gebaseerd op een tweedimensionaal overgangsmetaaldichalcogenide. Om precies te zijn een drie atomen dikke laag wolfraamdisulfide (WS2). Dat de halfgeleidereigenschappen van dergelijke 2D-materialen te gebruiken zijn voor energie-opslag, is al eerder bedacht. Het probleem zit in de praktische realisering: je moet het 2D-materiaal netjes aanbrengen op een geschikte ondergrond, en daar moet het dan ook stevig op blijven zitten. Het is al een paar keer geprobeerd met grafeenoxide als ondergrond, maar tot nu toe kreeg niemand de hechting goed genoeg.
De strategie van Choudhari en collega’s is nu om de nanodraadjes uit één stuk te maken. Je plakt er geen aparte laag op, maar zet het bestaande oppervlak chemisch om.
In de praktijk gaan ze uit van wolfraamdraadjes die ze eerst oxideren tot hexagonaal wolfraamtrioxide (h-WO3), een kristalvorm met geschikte elektrische eigenschappen voor energie-opslag. Vervolgens vervangen ze de zuurstof in de buitenste lagen door zwavel, zodat je een paar concentrische WS2-schillen rond het WO3 krijgt. Zo garandeer je dat de lagen perfect op elkaar zitten.
Laatste auteur Yeonwoong Jung (zeg maar Eric) tekent er bij aan dat het nog niet meer is dan een proof of principle, maar dat de technologie zó goed werkt dat ze een behoorlijke impact zou kunnen hebben op de elektronicawereld.
bron: University of Central Florida
Nog geen opmerkingen