Зарядит смартфоны за секунды: корейские ученые придумали особенный суперконденсатор

Об этом пишет interestingengineering.com.

В частности, новый суперконденсатор может помочь преодолеть проблемы с плотностью энергии.

Обычные батареи используют химические реакции для хранения энергии, предлагая высокую плотность энергии, то есть они обеспечивают длительное время работы наших устройств. Однако уже через нескольких тысяч циклов использования они заряжаются медленно и вообще теряют производительность.

А новые суперконденсаторы используют электрическое разделение заряда для хранения энергии. Они могут заряжаться практически мгновенно и выдерживать гораздо больше циклов без ухудшения характеристик.

Как пояснили исследователи, новая технология преодолевает недостатки суперконденсаторов за счет использования однослойных углеродных нанотрубок (УНТ) и проводящих полимеров.

Улучшение структуры

Суперконденсаторы состоят из двух проводящих пластин, разделенных раствором электролита (заряженные частицы или ионы, взвешенные в жидкости). При подключении к источнику питания ионы электролита разделяются, накапливая положительные ионы на одной пластине. Напротив, отрицательные ионы собираются на другой.

Энергия удерживается в форме электрического поля, установленного между двумя пластинами. Разделение ионов происходит практически мгновенно, что дает суперконденсаторам возможность быстро заряжаться и разряжаться.

Поскольку не происходит никаких химических реакций, суперконденсаторы исключительно долговечны. Однако, поскольку энергия хранится в ионах, они не могут удерживать столько же общей энергии на единицу объема или веса.

Исследователи из KIST преодолели эту проблему, создав композитный материал, сочетающий однослойные УНТ с проводящим полимером полианилином (ПАНИ).

УНТ обладают высокой проводимостью и обеспечивают прочную структурную основу для устройства. Молекулы ПАНИ действуют как крошечные энергетические ячейки, химически связанные с УНТ по всей структуре суперконденсатора.

Такая установка увеличивает не только емкость хранения энергии суперконденсатора, но и его выдачу мощности.

Применение суперконденсаторов

Исследователи обнаружили, что их суперконденсатор сохранил стабильность производительности после более чем 100 тыс. циклов зарядки-разрядки. Кроме того, суперконденсатор продемонстрировал высокую прочность в условиях высокого напряжения.

Композитное волокно также показало высокую механическую гибкость, что означает, что его форму можно изменять путем прокатки и складывания. Эти характеристики означают, что суперконденсатор может использоваться вместо существующих аккумуляторных систем.

В перспективе технология может помочь снизить производственные затраты и оптимизировать производственный процесс. А это, в свою очередь, может позволить создавать устройства с быстрой зарядкой, срок службы которых превышает возможности современных технологий аккумуляторов.

Ранее стало известно, что южнокорейские ученые разработали первую в мире экологически чистую технологию нанесения покрытия серебром, используя в качестве ключевого компонента покрытия соединение фосфора.

Также Фокус писал, что в Китае создали солнечные батареи из "отходов". Технологии переработки позволяют отделять и повторно использовать кремний, алюминий, стекло и даже серебро из выброшенных модулей.