Поделиться
В России придумали дешевый синтез нового материала для суперконденсаторов. Аккумуляторы смогут работать на Крайнем Севере
Ученые из Казани придумали, как получать в обычной микроволновке пенографит — материал нового поколения для современных, более эффективных накопителей энергии.
Материал нового поколения для суперконденсаторов
В Казанском национальном исследовательского технического университета им. А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ) разработали простой, экономичный и легко масштабируемый метод получения углеродного материала нового поколения для суперконденсаторов, пишет ТАСС со ссылкой на Минобрнауки России.
Синтезируемый по технологии ученых пенографит позволяет значительно повысить эффективность накопителей энергии, что найдет применение в авиации, в производстве электромобилей и портативной электроники.
Суперконденсаторы с пенографитовыми электродами смогут обеспечить более компактные и легкие источники питания для будущих технологий, которые необходимы, например, при освоении северных территорий, где при температурах ниже 40 градусов традиционные аккумуляторы не справляются.
«Новое направление в разработке химических источников тока — использование трехмерных электродов, которые из-за большей плотности активных веществ могут обеспечить более высокую удельную емкость. Особенно эффективны они будут при использовании в гибридных суперконденсаторах, которые благодаря протеканию в них электрохимических реакций способны обеспечивать значительно более высокую емкость», — сказал доцент кафедры нанотехнологий в электронике КНИТУ-КАИ Михаил Морозов.
Синтез пенографита в микроволновке
В качестве токопроводящего компонента в аккумуляторах и суперконденсаторах обычно используют технический углерод, имеющий невысокую проводимость. Альтернативы есть, но они дороги в производстве, например, графен.
Пенографит — одна из таких альтернатив. Благодаря своей слоистой структуре, распределяется в активной массе равномерно, заполняя весь объем электрода и обеспечивая надежный электрический контакт, рассказали представители министерства.
Метод синтеза пенографита, разработанный в Казани, не требует сложного оборудования и дорогостоящих технологических установок — получить материал можно с помощью обычной микроволновой печи.
Технология синтеза пенографита может быть легко масштабировано до промышленного производства благодаря использованию стандартного оборудования и простоте процесса, сказали в Минобрнауки.
Суперконденсаторы для новой электроники
В настоящее время особое внимание уделяется разработке высокоэффективных, то есть обладающих повышенной мощностью, длительным сроком службы и высокой скоростью заряда-разряда, суперконденсаторов на основе новых композитных электродных материалов.
Суперконденсаторы — это класс современных накопителей энергии, превосходящий обычные конденсаторы по количеству запасаемой энергии. Однако количество запасаемой суперконденсаторами энергии все еще ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов. В несколько раз увеличить способность суперконденсаторов хранить энергию можно с использованием специальных материалов, способных к быстрым химическим реакциям.
В 2024 г. физики СПбГУ разработали новый способ соединения углеродных нанотрубок с подложкой для суперконденсаторов, а исследователи Университета МИСИС улучшили способность суперконденсаторов хранить энергию, добавив в структуру углеродного электродного материала электропроводящий полимер.
Короткая ссылка
