Doktoritöö toodab tööstusele uusi ideid

29. märtsil kaitseb Maarja Paalo doktoritööd “Uudsete süsinikmaterjalide süntees ja karakteriseerimine suure võimusega superkondensaatorite rakendusteks”. Palusime tal rääkida lähemalt, mida ta uuris ja milleks see vajalik on.

Uurisin superkondensaatori elektroodi materjale ja nende sobivust erinevate elektrolüütidega. Kui tavaliselt kasutatakse kommertsiaalset päritolu karbiidi süsiniku sünteesimiseks, siis mina sünteesin algkarbiidi ise. See annab elektroodide jaoks kasutatavale süsinikule lisa mesopoorsuse ehk siis lisaks mikropooridele ka natuke suuremaid poore, mis omakorda aitavad elektroodi materjalidesse kiiresti ja palju laengut salvestada ning saavutada ka suuri võimsustihedusi. Meie töögrupis eelnevalt uuritud materjalidel hakkab suurematel võimsustihedustel salvestatud energia kogus kiiremini langema. Minu materjali puhul aitab lisandunud pooride suurus kõrgetel võimsustel hoida energia hulka suuremana. Eelnev on vajalik, et tänapäevastes energiasalvestuse rakendustes kasutatavad superkondensaatorid saaks rohkem energiat salvestada. Just kõrgematel võimsustel annab see ka võimaluse salvestada suurem energiahulk väga kiiresti (sekundi jooksul).

Mis olid doktoritöö juures kõige suuremad väljakutsed ja ka avastusrõõmud?

Suurim avastusrõõm seisnes selles, et see materjal annab niivõrd häid tulemusi. See lisa-mesopoorsus ja see, kuidas teha suhteliselt nullist valmis materjal olid suurimad avastused.

TÜ keemia instituudis uuritakse superkondensaatoreid üsna mitmel erineval moel. Kuidas teie töö suuremasse pilti panustab?

Mu töö näitab seda olulisust, et tegelikult on väga palju parameetreid ja variante: näiteks saab kondensaatoris uurida erinevaid elektroodi materjale ja saab vahetada ka elektrolüüti. Antud töö näitabki, kui oluline on mitme komponendi omavaheline kooskõla. Sa pead elektroodi materjali poorsuse vastava kasutatava elektrolüüdiga kooskõlastama.

Millist rakendusliku mõju võiks sellel doktoritöö tulemustel olla?

Põhiküsimus tööstusesse minnes on ju alati hind. Suurimaks komistuskiviks siin on ajaline faktor, sest see kõik võtab natuke rohkem aega. Aga samas, kui see energia hulk mida salvestada saab, on märkimisväärselt suurem, siis võib-olla annab see ideid juba praegu tööstuses olevatele inimestele kuidas oma süsteeme parendada. Kui mu töö tulemused annavad testrakkude tasandil nii häid tulemusi, siis võib siit ka rakenduslikule poolele edasi minna.

Küsis Sven Paulus. Illustratsioon: Maarja Paalo doktoritöö graafiline abstrakt.