– Un equipo de investigación conjunto de DGIST y la Universidad Nacional de Kyungpook logra una eficiencia de almacenamiento de energía del 63% y una eficiencia general del 5,17% al combinar un supercondensador con una célula solar.
– Los resultados de la investigación se han publicado en la prestigiosa revista internacional Energy, especializada en tecnologías de almacenamiento y conversión de energía.
Jeongmin Kim, investigador principal de la DGIST (presidente Kunwoo Lee), en una investigación conjunta con Damin Lee, investigador del RLRC [1] de la Universidad Nacional de Kyungpook (presidente Young-woo Heo), ha desarrollado un dispositivo de almacenamiento de energía autocargable de alto rendimiento capaz de almacenar de manera eficiente la energía solar. El equipo de investigación ha mejorado drásticamente el rendimiento de los dispositivos de supercondensadores existentes mediante el uso de materiales de electrodos basados en metales de transición y ha propuesto una nueva tecnología de almacenamiento de energía que combina supercondensadores con células solares.
El equipo de investigación diseñó los electrodos utilizando un material compuesto de carbonato e hidróxido a base de níquel y maximizó la conductividad y la estabilidad de los electrodos agregando iones de metales de transición como Mn, Co, Cu, Fe y Zn. Esta tecnología ha mejorado enormemente el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento de energía, demostrando avances significativos en densidad de energía, densidad de potencia y estabilidad de carga y descarga.
En particular, la densidad de energía lograda en este estudio es de 35,5 Wh kg ⁻¹ , que es significativamente mayor que el almacenamiento de energía por unidad de peso en estudios anteriores (5-20 Wh kg ⁻¹ ). La densidad de potencia es de 2555,6 W kg ⁻ ¹ , superando significativamente los valores de estudios anteriores (- 1000 W kg ⁻ ¹ ), lo que demuestra la capacidad de liberar mayor potencia rápidamente, lo que permite un suministro de energía inmediato incluso para dispositivos de alta potencia. Además, el rendimiento mostró una degradación mínima durante ciclos repetidos de carga y descarga, lo que confirma la usabilidad a largo plazo del dispositivo.
Además, el equipo de investigación desarrolló un dispositivo de almacenamiento de energía que combina células solares de silicio con supercondensadores, creando un sistema capaz de almacenar energía solar y utilizarla en tiempo real. Este sistema logró una eficiencia de almacenamiento de energía del 63% y una eficiencia general del 5,17%, lo que validó efectivamente el potencial para comercializar el dispositivo de almacenamiento de energía autocargable.
Jeongmin Kim, investigador principal de la División de Nanotecnología de DGIST, afirma: “ Este estudio es un logro significativo, ya que marca el desarrollo del primer dispositivo de almacenamiento de energía autocargable de Corea que combina supercondensadores con células solares. Al utilizar materiales compuestos a base de metales de transición, hemos superado las limitaciones de los dispositivos de almacenamiento de energía y presentado una solución energética sostenible ” . Damin Lee, investigador del RLRC de la Universidad Nacional de Kyungpook, afirmó: “ Seguiremos realizando investigaciones de seguimiento para mejorar aún más la eficiencia del dispositivo autocargable y aumentar su potencial de comercialización ” .
Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo de los proyectos centrales institucionales de la DGIST , los proyectos de investigadores en etapa inicial y el Centro de investigación regional líder para sistemas de energía inteligente neutros en carbono de la Universidad Nacional de Kyungpook . Los resultados de la investigación se publicaron en la prestigiosa revista Energy (clasificada en el 3,2 % superior del JCR) en diciembre .
[Diagrama esquemático de un dispositivo de almacenamiento de energía autocargable]
[1] RLRC de la Universidad Nacional de Kyungpook: Centro de investigación líder regional para sistemas de energía inteligente sin emisiones de carbono
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Más información: Damin Lee, Nilanka M. Keppetipola, Dong Hwan Kim, Jong Wook Roh, Ludmila Cojocaru, Thierry Toupance, Jeongmin Kim,
Diseño de supercondensadores binarios de alto rendimiento basados en carbonato/hidróxido de níquel para sistemas de almacenamiento fotográfico.
Energía, publicado en línea en diciembre de 2024, https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.133593
DGIST News. Traducido al español
