Новый суперконденсатор обеспечит зарядку электромобилей и смартфонов за секунды

Группа исследователей Университета Центральной Флориды (UCF) разработала технологию для производства гибких суперконденсаторов (ионисторов), которые могут вмещать больше энергии и выдерживать 30 000 циклов перезарядки без снижения своей первоначальной производительности. Найденное учеными решение в

Найденное учеными решение в конечном счете может революционизировать такие высокотехнологичные сферы, как, например, электрический транспорт или мобильные электронные устройства.

«Если бы у нас получилось заменить обычные аккумуляторы этими суперконденсаторами, то зарядка смартфона не занимала бы более нескольких секунд, а запаса его энергии хватало бы на неделю», - отмечает Нитин Чудхари (Nitin Choudhary), один из соавторов исследования, которое было опубликовано в научном журнале ACS Nano.

Любой, кто пользуется мобильным телефоном не раз сталкивался с этой проблемой: через год-полтора с момента покупки гаджет удерживает меньший заряд и хранит его не меньше времени, так как характеристики батареи начинают ухудшаться.

Ученые уже давно пытаются задействовать наноматериалы для улучшения суперконденсатров, которые могли бы использоваться вместо литий-ионных аккумуляторов, но главная проблема заключается в том, что размеры ионистора с соответствующей емкостью в разы больше традиционных батарей.

Для поиска решения команда UCF экспериментировала с применением недавно обнаруженных двумерных материалов толщиной всего в несколько атомов. Другие исследователи также пытались разработать технологии с использованием графена и других двумерных материалов, но их усилия были безуспешными.

«Основная сложность заключалась в том, как включить эти двумерные материалы в существующие системы – это было узким местом в технологии. Мы разработали простой подход с применением химического синтеза и, таким образом, у нас получилась осуществить интеграцию с двумерными материалами», - говорят ученые.

В итоге специалисты UCF создали тонкие и гибкие суперконденсаторы, в состав которых входят миллионы нитей проводников нанометровой толщины, покрытых оболочками двумерных материалов. Сверхпроводящий сердечник облегчает быструю передачу электронов для быстрой зарядки и разрядки. Такая система позволила создать ионистор с более высокой удельной энергией.

Ученые готовятся запатентовать новую технологию, но говорят, что пока процесс не готов к коммерциализации. В случае же успешного внедрения метода в промышленность, новые супереконденсаторы с жизненным циклом перезарядок 30 000 раз (для сравнения: литий-ионные батареи имеют цикл около 1500) могут быть использованы не только в электромобилях и смартфонах, но во множестве других электронных устройств.

Источник: phys.org