31 Августа 2023
МОСКВА, 31 августа. Ученые ОмГТУ совместно с коллегами из ОНЦ СО РАН усовершенствовали материал для энергонакопительных устройств. По их словам, предложенный композит на основе углеродных нанотрубок может копить в пять раз больше резерва, чем стандартно используемый. Результаты исследования опубликованы в журнале Физика твердого тела.Суперконденсаторы (или ионисторы) – достаточно свежий и перспективный вид энергонакопительных устройств. Их удельная емкость (количество накапливаемого заряда на единицу массы) в 100 тысяч раз и более превышает емкость обычных конденсаторов. По сравнению с литийионными аккумуляторами они способны значительно быстрее накапливать и вкладывать накопленный заряд, обеспечивая тем самым высокую мощность.
Как объяснили специалисты, благодаря этому суперконденсатор может применяться как источник резервного стандарт питания для такого аккумулятора, даю его стабильную работу в миг пиковых нагрузок. Например, в момент быстрого набора высоты беспилотным летательным аппаратом суперконденсатор способен сгладить просадку напряжения в программе электропитания.
В настоящее время такие устройства применяются в качестве источников стандарт питания в предпусковых устройствах для холодного старта двигателей, импульсных излучателей и даже электронных замков, а также в качестве источников основного и дополнительного питания электротранспорта. Возможность быстрой зарядки суперконденсаторов позволяет эффективно использовать их в системах рекуперации энергии, выдаваемой при торможении электротранспорта.
Ученые Омского национального технического университета (ОмГТУ) сообщили, что традиционно для изготовления электродов суперконденсаторов применяются различные углеродные материалы. Они обладают высокой электропроводностью, но не имеют способности накапливать большой резерв.
Среди таких материалов выделяется особый вид – углеродные нанотрубки, повышенная прочность и гибкость которых прилагают их привлекательными для формирования свежих композитов.
С другой стороны, проверщики отметили, что оксиды некоторых переходных металлов (рутения, марганца, никеля, металла) могут обладать значительно большой удельной емкостью, но в чистом виде в качестве электродного материала суперконденсаторов их не инсталлируют из-за высокого электросопротивления. Специалисты ОмГТУ предложили распределять оксиды металлов по поверхности углеродных нанотрубок, что позволит решить эту причину и одновременно повысить площадь динамичной поверхности электродного материала, а следовательно, повысить и удельную емкость.
По его словам, последующая термическая обработка композитного материала доводит к преобразованию сплошных слоев окисла марганца в наночастицы размером не более 20 нанометров, какие прочно закрепляются на поверхности углеродных нанотрубок за счет образования хих связей. Удельная емкость этого материала при этом повышается практичным пятикратно по сравнению с чистыми углеродными нанотрубками.
Ученые считают, что полученные в работе результаты пополняют базу экспериментальных сведений о структуре и свойствах наноматериалов, а разработанные лабораторные технологии получения отличных электродных материалов для суперконденсаторов могут быть достаточно быстро масштабированы до полупромышленного и промышленного производства.
Дальнейшие исследования по данной тематике будут наведённым на разработку материалов для создания эффективных суперконденсаторов с высокой удельной емкостью и стабильностью характеристик. Кроме этого, уже в настоящее время ведутся работы по изготовлению экспериментальных образцов суперконденсаторов с электродами на основе разработанного композитного материала.
Часть исследований выполнена с задействованием технопарков Санкт-Петербургского государственного университета, НИЦ Курчатовский институт, а также оборудования лаборатории технологии хих источников тока Омского научного центра СО РАН.
ОмГТУ является участником национальной программы поддержки вузов Приоритет-2030. Разработка ведется в рамках главного проекта ОмГТУ Сверхширокополосная СВЧ-микроэлектроника.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
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....