Зарядить смартфони за секунди: корейські вчені придумали особливий суперконденсатор

Про це пише interestingengineering.com.

Зокрема, новий суперконденсатор може допомогти із подоланням проблеми з щільністю енергії.

Звичайні батареї використовують хімічні реакції для зберігання енергії, пропонуючи високу щільність енергії, тобто вони забезпечують тривалий час роботи наших пристроїв. Однак уже через кілька тисяч циклів використання вони заряджаються повільно і взагалі втрачають продуктивність.

А нові суперконденсатори використовують електричний поділ заряду для зберігання енергії. Вони можуть заряджатися практично миттєво і витримувати набагато більше циклів без погіршення характеристик.

Як пояснили дослідники, нова технологія долає недоліки суперконденсаторів завдяки використанню одношарових вуглецевих нанотрубок (ВНТ) і провідних полімерів.

Поліпшення структури

Суперконденсатори складаються з двох провідних пластин, розділених розчином електроліту (заряджені частинки або іони, розчинені в рідині). При підключенні до джерела живлення іони електроліту розділяються, накопичуючи позитивні іони на одній пластині. Навпаки, негативні іони збираються на іншій.

Енергія утримується у формі електричного поля, встановленого між двома пластинами. Поділ іонів відбувається практично миттєво, що дає суперконденсаторам можливість швидко заряджатися і розряджатися.

Оскільки не відбувається жодних хімічних реакцій, суперконденсатори винятково довговічні. Однак, оскільки енергія зберігається в іонах, вони не можуть утримувати стільки ж загальної енергії на одиницю об'єму або ваги.

Дослідники з KIST подолали цю проблему, створивши композитний матеріал, що поєднує одношарові УНТ з провідним полімером поліаніліном (ПАНІ).

УНТ мають високу провідність і забезпечують міцну структурну основу для пристрою. Молекули ПАНІ діють як крихітні енергетичні комірки, хімічно пов'язані з УНТ по всій структурі суперконденсатора.

Така установка збільшує не тільки ємність зберігання енергії суперконденсатора, а й його видачу потужності.

Застосування суперконденсаторів

Дослідники виявили, що їхній суперконденсатор зберіг стабільність продуктивності після більш ніж 100 тис. циклів зарядки-розрядки. Крім того, суперконденсатор продемонстрував високу міцність в умовах високої напруги.

Композитне волокно також показало високу механічну гнучкість, що означає, що його форму можна змінювати шляхом прокатки та складання. Ці характеристики означають, що суперконденсатор може використовуватися замість наявних акумуляторних систем.

У перспективі технологія може допомогти знизити виробничі витрати й оптимізувати виробничий процес. А це, своєю чергою, може дати змогу створювати пристрої зі швидкою зарядкою, термін служби яких перевищує можливості сучасних технологій акумуляторів.

Раніше стало відомо, що південнокорейські вчені розробили першу у світі екологічно чисту технологію нанесення покриття сріблом, використовуючи як ключовий компонент покриття сполуку фосфору.

Також Фокус писав, що в Китаї створили сонячні батареї з "відходів". Технології переробки дають змогу відокремлювати і повторно використовувати кремній, алюміній, скло і навіть срібло з викинутих модулів.