Năng lượng gấp 4 lần ở 482°F: Tụ điện polymer mới nhắm vào xe điện và trung tâm dữ liệu

Các nhà nghiên cứu tại Penn State đã phát triển một tụ điện polymer nhiệt độ cao mới có khả năng hoạt động ở nhiệt độ lên tới 482°F (250°C) trong khi lưu trữ năng lượng gấp bốn lần so với các tụ điện polymer thông thường. Tiến bộ này giải quyết một hạn chế quan trọng của các tụ điện hiện có, vốn thường bị suy giảm khi vượt quá 212°F (100°C), làm hạn chế việc sử dụng trong các môi trường nhiệt độ cao như xe điện, trung tâm dữ liệu, hệ thống hàng không vũ trụ và các ứng dụng đòi hỏi khắt khe khác. Khác với pin, tụ điện polymer cung cấp khả năng sạc và xả nhanh cần thiết để ổn định điện áp và cung cấp các đợt tăng công suất đột ngột, nhưng hiệu suất của chúng bị giới hạn bởi sự không ổn định về nhiệt. Đột phá này được thực hiện bằng cách tạo ra một hợp kim polymer từ hai loại nhựa nhiệt độ cao thương mại là PEI và PBPDA, chúng tự lắp ráp thành cấu trúc nano ổn định với hằng số điện môi cao 13,5 — cao hơn đáng kể so với từng polymer riêng lẻ. Giao diện cấu trúc nano này ngăn chặn sự rò rỉ điện tích ở nhiệt độ cao, cho phép vừa đạt mật độ năng lượng cao vừa có khả năng chịu nhiệt, một sự kết hợp trước đây rất khó đạt được.