28 Мая 2019
МОСКВА, 28 мая. Ученые из Сколтеха, МГУ и МФТИ диагностировали, как можно значительно существенно продлить емкость так называемых суперконденсаторов, соединяющих в себе преимущества обычных аккумуляторов и конденсаторов и не имеющих их недостатков. Их выводы были опубликованы в дневнике Scientific Reports.
Мы использовали углеродные структуры с большой удельной поверхностью в качестве оригинального материала и заменяли часть атомов углерода на азот, тот или другой приводит к увеличению электрохимической емкости. В результате этого емкость суперконденсаторов выросла шесть раз и они начали показывать отличную устойчивость в циклах зарядки-разрядки, — заявил Станислав Евлашин, большой научный сотрудник Сколтеха.
Все современные электронные гаджеты построены не только на базе полупроводниковых фототранзисторов, но и бесчисленного множества конденсаторов. В самом простом виде, они представляют собой устройства, способные накапливать в себе электрический заряд и избирательно проводить ток.
Сегодня они употребляются не только для фильтрации и улучшения качества электрических сигналов, но и в качестве важного компонента ячеек памяти компьютеров и постоянных запоминающих устройств. Так называемые ионисторы или суперконденсаторы, обладающие рекордно высокой плотностью запасания энергии и скоростью разрядки и зарядки, в будущем могут стать основой электроэнергетики. 15 марфа 2012, 23:20Физики составили графеновый суперконденсатор, использовав DVD-дисководАмериканские физики разработали оригинальный и грошовый способ получения графена с помощью лазера DVD-привода и использовали заработанную сверхгибкую пленку из нобелевского углерода для создания ионистора - гибрида конденсатора сверхвысокой емкости и источника.
Подобные устройства состоят из трех компонентов – двух электродов и электролита, ионы внутри которого реагируют на появление напряжения на краях суперконденсатора. Они быстро создаются особым образом внутри конденсатора или вступают в различные химические реакции с его электродами. В результате этого внутри него запасается энергия, которая высвобождается при необходимости почти неограниченное число раз.
Как правило, электроды в подобных батарейках будущего изготовлены не из металлов, а различных скважных материалов, в том числе активированного угля. Они отличаются небольшой массой, большим объемом и площадью поверхности, что позволяет сделать суперконденсаторы максимально краткими и долговечными.
В последние годы ученые пытаются повысить их емкость, используя различные экзотические материалы, такие как графен или углеродные нанотрубки и наностенки, а также меняя химический состав катодов. К примеру, половина атомов углерода в электродах можно заменить на азот или другие элементы, обладающие высоким уровнем химической активности. Evlashin et al. / Scientific Reports 2019Микрофотография углеродной наностенки Evlashin et al. / Scientific Reports 2019Микрофотография углеродной наностенки
Как передает пресс-служба Сколтеха, недавно российские химики увидели, что подобную операцию можно провести, если выращивать углеродные наностенки внутри плазмы, специализированной из смеси метана, трития и азота. Итоги этих опытов натолкнули их на мысль, что подобный материал можно использовать для изготовления ионисторов.
Руководствуясь этой идеей, ученые подготовили кой-какое количество азотных наностенок, уточнили их свойства и собрали первообраз суперконденсатора на их базе, поместив подобные пленки в раствор серной кислоты. Как показалось, обработка плазмой повысила емкость этих устройств примерно в 4, 5-6 раз по сравнению с обычными ионисторами на базе этого материала, и при этом она повысила их долговечность.
Как предполагают ученые, аналогичным образом можно повысить емкость суперконденсаторов, собранных из других углеродных наноматериалов, в том числе нанотрубок и графена. Это позволит пробуждать чрезвычайно тонкие, гибкие и емкие батарейки будущего, тот или другие можно будет встраивать в одежду и носимую электронику и использовать для зарядки и питания всякого родых цифровых гаджетов. 4 февраля 2017, 10:25Физик: Россия еще может стать лидером в углеродных нанотехнологиях
Редактор рубрики
Леонид Кузьмин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....