Батареям на замену. Ученые придумали суперконденсаторы — новые устройства хранения энергии

Ученые из Университета Колорадо в Боулдере (США) предложили использовать новую модель суперконденсаторов, чтобы батареи могли заряжаться на очень больших скоростях. Об этом пишет Popular mechanics.

Внутри батарей ионы передаются с одной стороны на другую, расходуя заряд, а затем меняют направление для перезарядки. Когда ионы проталкиваются через специальный материал, он отбирает электроны, которые становятся электрическим током, вытекая из клеммы. Со временем запас электронов истощается, и аккумулятор разряжается. В перезаряжаемой батарее ионы могут вернуться в исходное состояние, и тогда электроны будут отбираться в новом цикле.

Суперконденсатор — новая концепция, сочетающая в себе конструкцию батареи и физику конденсатора. Конденсатор состоит из двух слоев проводящего материала, между которыми находится изолятор (например, стекло). Этот изолятор заставляет энергию накапливаться с обеих сторон. В конструкции суперконденсатора энергия накапливается на поверхности в электрическом поле, которое удерживает электроны на месте. Это различие является ключевым: частицы не соединяются и не отрываются от атомов и молекул в ходе химической реакции, что экономит энергию и предотвращает износ с течением времени.

Анкур Гупта из Университета Колорадо в Боулдере и его команда разработали эффективный способ накапливания заряда при помощи пористого суперконденсатора. Ученые использовали знания о потоках, проходящих через поры, — например, исследования фильтрации воды — и применили эти знания к потоку энергии через пористый материал.

По словам Гупты суперконденсаторы привлекательны тем, что могут ускорить в разы зарядку аккумуляторов и выделение энергии за счет более эффективного движения ионов. Данную технологию еще предстоит доработать, однако исследователи уверены, что в она окажется вполне жизнеспособной.

Ранее мы писали о том, что твердотельные батареи станут дешевле и будут быстрее заряжаться. Ученым удалось создать полимерный электролит, который может работать при комнатной температуре, хотя ранее этого было трудно достичь. Благодаря ему повысилась и ионная проводимость твердотельных батарей.