Альтернатива литиевым батареям может использоваться для электрокаров
Корейские разработчики представили суперконденсатор, который демонстрирует высокую эффективность по сравнению с существующими аналогами. Эта альтернатива литиевым батареям создана на основе однослойных углеродных нанотрубок. В конструкции также используется полимер полианилин, выполняющий функцию проводника. Такое сочетание компонентов позволило существенно повысить энергоемкость — традиционно слабое место суперконденсаторов.
Новая разработка показывает лучшие результаты функционирования по сравнению с традиционными Li-ion аккумуляторами. Продвинутые суперконденсаторы позволяют сократить время зарядки и обеспечивают высокую плотность мощности. Кроме того, они выдерживают больше циклов зарядки-разрядки, чем обычные батареи.
Суперконденсаторы уже давно привлекают внимание исследователей. Однако ранее они не могли полноценно заменить литиевые батареи в ряде изделий. Низкая энергоемкость делала суперконденсаторы неэффективными для электрокаров, беспилотников и различных гаджетов. Однако инновация от корейских специалистов решила эту проблему.
Особенности разработки
Над созданием нового решения работали ученые из двух корейских университетов — KIST и SNU. Проект возглавили исследователи Бон-Чеол Ку и Со Гюн Ким. Технология включает в себя несколько ключевых элементов:
- С помощью химической реакции исследователям удалось связывать однослойные нанотрубки.
- Нанотрубки состоят из углерода, который отличается волокнистой структурой. Она улучшает поток частиц, что способствует накоплению энергии.
- В результате исследователи получили компоненты, которые отличались высокими показателями проводимости и прочности.
- Молекулы полианилина располагались равномерно по всей поверхности трубок.
- Полимер позволил сохранять заряд и при этом увеличивать энергоемкость.
Выбор полианилина объясняется его доступностью, простотой обработки и низкой стоимостью.
Разработка успешно прошла серию испытаний. Суперконденсатор продемонстрировал стабильную производительность даже после 100 тысяч циклов зарядки и разрядки. Устройство сохраняет эффективность при колебаниях напряжения. Это делает его перспективной альтернативой литий-ионным аккумуляторам — хотя пока не во всех сферах применения.
Дополнительным плюсом разработки является материал, из которого он создан. Суперконденсатор складывается и сгибается. Благодаря этому его можно использовать в компактных устройствах.
Ученые не останавливаются на достигнутом и продолжают совершенствовать технологию. Так, с ее помощью они получили пленочные структуры, которые позволяют сократить расходы при производстве. Благодаря этому можно быстро перейти к массовому выпуску суперконденсаторов.
Отдельное внимание ученые уделяют возможности использования технологии в секторах с нулевыми углеродными выбросами. Речь идет о производстве беспилотников, электротранспорта и робототехнике. В рамках этого специалисты адаптируют характеристики продукта под заданные ниши, чтобы сделать их максимально эффективными.
Авторы проекта ожидают, что их разработка заинтересует представителей различных сфер, в том числе производителей электроники.
