Група дослідників Університету Центральної Флориди (UCF) розробила технологію для виробництва гнучких суперконденсаторів (іоністорів), які можуть вміщати більше енергії і витримувати 30 000 циклів перезарядки без зниження своєї первісної продуктивності.
Знайдене вченими рішення в кінцевому рахунку може революціонізувати такі високотехнологічні сфери, як, наприклад, електричний транспорт або мобільні електронні пристрої.
«Якби у нас вийшло замінити звичайні акумулятори цими суперконденсаторами, то зарядка смартфона не займала б більше кількох секунд, а запасу його енергії вистачало б на тиждень», - зазначає Нітін Чудхарі (Nitin Choudhary), один із співавторів дослідження, яке було опубліковано в науковому журналі ACS Nano .
Той, хто користується мобільним телефоном не раз стикався з цією проблемою: через рік-півтора з моменту покупки гаджет утримує менший заряд і зберігає його незгірш від часу, так як характеристики батареї починають погіршуватися.
Вчені вже давно намагаються задіяти наноматеріали для поліпшення суперконденсатров, які могли б використовуватися замість літій-іонних акумуляторів, але головна проблема полягає в тому, що розміри іоністори з відповідною ємністю в рази більше, ніж традиційні батарей.
Для пошуку рішення команда UCF експериментувала із застосуванням недавно виявлених двовимірних матеріалів товщиною всього в декілька атомів. Інші дослідники також намагалися розробити технології з використанням графена і інших двовимірних матеріалів, але їх зусилля були безуспішними.
Читайте також: Чому вибухають літій-іонні батареї
«Основна складність полягала в тому, як включити ці двовимірні матеріали в існуючі системи - це було вузьким місцем в технології. Ми розробили простий підхід із застосуванням хімічного синтезу і, таким чином, у нас вийшла здійснити інтеграцію з двовимірними матеріалами », - говорять учені.
У підсумку фахівці UCF створили тонкі і гнучкі суперконденсатори, до складу яких входять мільйони ниток провідників нанометровій товщини, покритих оболонками двовимірних матеріалів. Надпровідний сердечник полегшує швидку передачу електронів для швидкої зарядки і розрядки. Така система дозволила створити іоністор з більш високою питомою енергією.
Вчені готуються запатентувати нову технологію, але кажуть, що поки процес не готовий до комерціалізації. У разі ж успішного впровадження методу в промисловість, нові супереконденсатори з життєвим циклом перезаряджень 30 000 раз (для порівняння: літій-іонні батареї мають цикл близько 1500) можуть бути використані не тільки в електромобілях і смартфонах, але в безлічі інших електронних пристроїв.
Читайте також: Акумуляторні батареї для електрокарів. Питання та відповіді
джерело: phys.org
Сподобалася стаття? Поділіться нею і буде вам щастя!
Loading ...