Thứ tư, 12/04/2023 13:38
Siêu tụ điện nhỏ có khả năng lưu trữ điện tích khổng lồ
Mới đây, nhóm nghiên cứu của GS Abha Misra tại Khoa Thiết bị và Vật lý Ứng dụng (IAP), Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) đã thiết kế một siêu tụ điện có khả năng lưu trữ lượng điện tích khổng lồ. Thiết kế mới này nhỏ gọn hơn so với các tụ điện hiện có và có khả năng sử dụng được trong nhiều thiết bị, từ đèn đường đến đồ điện gia dụng, ô tô điện và thiết bị y tế.
Các tụ điện hiện tại thường sử dụng các điện cực dựa trên oxit kim loại nên độ linh động của electron kém. Để khắc phục hạn chế này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các transistor hiệu ứng trường (FET) gồm các lớp molybdenum disulfide (MoS2) và graphene dày vài nguyên tử xen kẽ để tăng độ linh động của electron. Sau đó, các lớp này được kết nối với các điểm tiếp xúc bằng vàng, một chất điện phân gel rắn được sử dụng giữa 2 điện cực FET để tạo ra một siêu tụ điện ở trạng thái rắn. Toàn bộ cấu trúc được xây dựng trên nền silicon dioxide/silicon.
Sau khi siêu tụ điện được chế tạo, các nhà nghiên cứu đã đo điện dung điện hóa hoặc khả năng giữ điện tích của thiết bị bằng cách đặt các điện áp khác nhau. Họ phát hiện ra rằng, trong một số điều kiện nhất định, điện dung tăng 3.000%. Trong khi, một tụ điện chỉ chứa MoS2 không có graphene chỉ cho thấy điện dung tăng 18% trong cùng điều kiện. Nhóm nghiên cứu cho biết, siêu tụ điện mới có đầy khả năng để triển khai trong các thiết bị lưu trữ năng lượng như pin ô tô điện hoặc bất kỳ hệ thống thu nhỏ nào bằng cách tích hợp trên chip. Hiện nhóm đang có kế hoạch đăng ký bằng sáng chế cho siêu tụ điện.
Mai Văn Thủy (theo techxplore.com)