Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu Hệ thống Nano của Đại học California (UCLA) đã kết hợp thành công hai vật liệu nano để tạo ra một phương tiện lưu trữ năng lượng mới kết hợp những phẩm chất tốt nhất của pin và siêu tụ điện.

Siêu tụ điện là những thành phần có thể sạc trong vài giây thay vì hàng giờ và có thể được sử dụng cho 1 triệu lần sạc. Tuy nhiên, không giống như pin, chúng không lưu trữ đủ điện năng để chạy các máy tính và điện thoại thông minh của chúng ta.

Siêu tụ hybrid mới lưu trữ được lượng lớn năng lượng, sạc nhanh và có thể kéo dài hơn 10.000 lần sạc. Các nhà khoa học trên cũng đã tạo ra một siêu tụ điện micro đủ nhỏ để lắp vừa với các thiết bị mang trên người hoặc cấy ghép. Chỉ mỏng bằng 1/5 độ dày của một tờ giấy, nó có khả năng lưu giữ điện tích nhiều hơn gấp đôi một pin lithium màng mỏng điển hình.

"Siêu tụ điện micro là một cấu trúc phát triển mới, một nguồn năng lượng có thể sạc lại kích thước rất nhỏ với công suất cao hơn nhiều so với pin micro lithium màng mỏng đây", El-Kady, một nhà nghiên cứu, cho biết.

Các thành phần mới kết hợp graphene vạch bằng laser (laser-scribed graphene, hay LSG)-một loại vật liệu có thể giữ điện tích, dẫn điện tốt, và sạc rất nhanh chóng - với các dioxide mangan, hiện nay đang được sử dụng trong pin kiềm vì nó giữ được nhiều điện tích, giá rẻ và rất sẵn. Chúng có thể được chế tạo mà không cần nhiệt độ cao hoặc các "phòng khô" đắt tiền như yêu cầu sản xuất siêu tụ điện hiện nay.

"Giả sử bạn muốn đưa một lượng dòng điện nhỏ vào một băng dính giải phóng thuốc hoặc công nghệ hỗ trợ chữa bệnh", Kaner nói. "Các siêu tụ điện mỏng đến mức bạn có thể đặt nó ở bên trong băng để cấp dòng điện. Bạn cũng có thể sạc nhanh chóng và sử dụng trong một thời gian rất dài".

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các siêu tụ có thể nhanh chóng lưu trữ điện được pin năng lượng mặt trời sinh ra vào ban ngày, giữ điện tích cho đến tối rồi sau đó cấp điện cho đèn LED qua đêm, mở ra triển vọng cho chiếu sáng đường phố không dùng điện lưới.

"Các tụ điện LSG-mangan dioxide có thể lưu trữ điện tương đương một pin axít chì, nhưng có thể được sạc trong vài giây, và chúng lưu trữ dung lượng điện gấp khoảng sáu lần công suất của iêu tụ điện thương mại tiên tiến nhất hiện nay", Kaner nói .