محققان با استفاده از لایه‌نشانی گرافن روی بستر نیکل و رشد دادن نانوساختارهای اکسید روتنیوم موفق به ساخت ابرخازن جدیدی شدند که کارایی آن دو برابر بیشتر از ابرخازن‌های تجاری است.
افزایش کارایی ابرخازن‌ها با گرافن و نانوذرات اکسید روتنیوم
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا موفق شدند ابرخازن جدیدی تولید کنند که کارایی آن دو برابر بیشتر از ابرخازن‌های رایج است. در این ابرخازن از نانوساختارهای اکسید روتنیوم و گرافن روی بستر نیکل استفاده شده‌است. وجود این معماری ساختاری موجب شده است تا عملکرد ابرخازن بهبود یافته و بتوان از آن برای تأمین انرژی ادوات پرمصرف استفاده کرد.
این گروه تحقیقاتی دریافتند که ابرخازن‌های مبتنی بر اکسید فلزات انتقالی که روی فوم گرافنی قرار دارد، می‌تواند در الکترولیت‌های آبی به خوبی کار کند به‌گونه‌ای که انرژی و توانی دو برابر بیشتر از ابرخازن‌های تجاری فعلی تولید می‌کند.
نتایج آزمایش‌های انجام شده روی این ابرخازن نشان می‌دهد که بعد از ۸ هزار بار شارژ/دشارژ شدن عملکرد آن تغییری نداشته است. این گروه، نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان Hydrous Ruthenium Oxide Nanoparticles Anchored to Graphene and Carbon Nanotube Hybrid Foam for Supercapacitors در نشریه‌ی Nature به چاپ رساندند.
این ابرخازن دارای قابل استفاده در خودروها و ادوات الکترونیکی همراه است و همچنین لازم به ذکر است که ابرخازن‌ها به دلیل انرژی نسبتاً کمی که دارند تنها در جاهایی که به انرژی، در کوتاه‌مدت نیاز است، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این گروه تحقیقاتی به دنبال تجاری‌سازی این دستاورد پژوهشی خود هستند.
ظرفیت بالا، یعنی امکان ذخیره‌سازی بار الکتریکی، فاکتور بسیار مهمی در رسیدن به دانسیته‌ی انرژی‌های بالا است. با این حال برای رسیدن به دانسیته‌ی انرژی بالا لازم است مساحت سطحی، هدایت الکتریکی و قدرت نفوذ یونی ابرخازن افزایش یابد. استفاده از نانوساختارها می‌تواند تمام این شرایط را مهیا کند.
وانگ می‌گوید: «طراحی الکترود گرافنی نشان داد که در کنار دانسیته‌ی توان و انرژی بالا، این ابرخازن‌ها قابلیت تولید انبوه دارند. این ویژگی‌ها بدین معناست که طراحی این ابرخازن‌ها برای ساخت ادوات ذخیره‌سازی انرژی، ایده‌آل است».
