| www.kurzweilai.net

Новий тип суперконденсаторів зможе витіснити акумуляторні батареї

Використовуючи гібридний матеріал, кварцовий гель, і тонкоплівкові ізолятори з монослойної плівки органічної сполуки, дослідники з Технологічного університету Джорджії розробили структуру нового матеріалу для виготовлення суперконденсаторів, який забезпечує значення електричної ємності і щільності зберігання енергії, що конкурує з аналогічними показниками деяких типів акумуляторних батарей.

Конденсатори та суперконденсатори, на відміну від акумуляторних батарей, можуть досить швидко накопичувати або віддативеликий електричний струм. Тому застосування суперконденсаторів набагато практичніше, ніж використання акумуляторних батарей там, де необхідно зберігання великої кількості енергії, яку в деяких випадках, потрібно віддавати з максимально високою швидкістю.

"Родзинкою" нового матеріалу для створення суперконденсаторів є подвійний ізолюючий шар, що з нанорозмірного монослою (self-assembled monolayer, SAM), які, в свою чергу, складаються з молекул жирних кислот певного типу. Ізолятор з такого матеріалу розташовується між плівкою кварцового гелю і майларовой плівкою, що армована алюмінієвими електродами. Структура подвійного ізоляційного шару блокує будь-яке проникнення електронів від алюмінієвих електродів в кварцовий шар, що обумовлює дуже низьке значення струму власної витоку суперконденсатора і високий показник щільності зберігання енергії.

Структура матеріалу суперконденсатора

Проводячи випробування створених суперконденсаторів, дослідники визначили їх основні електричні характеристики. Максимальна щільність енергії склала 40 джоулів на кубічний сантиметр, енергетична ефективність суперконденаторов склала 72%, а енергетична щільність - 520 Ватт на кубічний сантиметр. Такі показники істотно перевищують аналогічні показники існуючих електролітичних конденсаторів і тонкоплівкових літій-іонних акумуляторних батарей. Проте, за деякими значеннями параметри суперконденсаторів поступаються параметрам літій-іонних акумуляторів, що використовуються в електронній техніці та електричних автомобілях.

Перевагою нових суперконденсаторів також є їх тонкоплівкова структура, яка визначає їх гнучкість. Такі суперконденсатори витримують без втрати їх електричних характеристики декілько досить сильних деформацій, що значно розширює сферу їх застосування.

Наступними кроками, що мають намір вжити дослідники, стануть спроби створення більш великих пристроїв зберігання енергії на базі нового матеріалу. Якщо ці спроби виявляться успішними і випробування демонструватимуть високі електричні показники нових пристроїв, то буде проведена спробу масового виробництва матеріалу в "комерційні масштабах".

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль