В отличие от привычных аккумуляторов, где энергия запасается за счёт химических реакций, суперконденсаторы аккумулируют заряд на поверхности электродов. Это позволяет им хранить больше энергии при меньших размерах и отдавать её значительно быстрее. Однако ранее их возможности были ограничены тем, что лишь часть потенциальной ёмкости используемых материалов удавалось реализовать на практике.
Основная сложность связана со свойствами графена, который считается одним из наиболее перспективных материалов для электродов. При плотной укладке его листы слишком тесно прилегают друг к другу, мешая свободному движению ионов. Попытки решить эту проблему с помощью пористых «губчатых» структур давали нужный эффект, но делали устройства громоздкими.
Учёные из Университета Монаша в Австралии предложили альтернативный подход. Они разработали двухэтапную технологию термообработки, позволяющую получить многомасштабный восстановленный оксид графена — сложную сеть из изогнутых графеновых элементов с многоуровневой структурой. Такой материал сохраняет большую площадь поверхности для накопления заряда и одновременно обеспечивает быструю миграцию ионов.
Новый материал был интегрирован в гибкие пакетные ячейки, применяемые в электромобилях, беспилотниках, смартфонах, ноутбуках и носимых устройствах. В результате удалось добиться рекордных показателей по плотности энергии и мощности.
По словам профессора Майнака Маджумдера, разработка открывает путь к созданию суперконденсаторов, которые будут заряжаться и отдавать энергию значительно быстрее существующих аккумуляторов. В перспективе такие устройства могут стать основой компактных, ёмких и быстро заряжающихся источников питания для технологий будущего.
Основная сложность связана со свойствами графена, который считается одним из наиболее перспективных материалов для электродов. При плотной укладке его листы слишком тесно прилегают друг к другу, мешая свободному движению ионов. Попытки решить эту проблему с помощью пористых «губчатых» структур давали нужный эффект, но делали устройства громоздкими.
Учёные из Университета Монаша в Австралии предложили альтернативный подход. Они разработали двухэтапную технологию термообработки, позволяющую получить многомасштабный восстановленный оксид графена — сложную сеть из изогнутых графеновых элементов с многоуровневой структурой. Такой материал сохраняет большую площадь поверхности для накопления заряда и одновременно обеспечивает быструю миграцию ионов.
Новый материал был интегрирован в гибкие пакетные ячейки, применяемые в электромобилях, беспилотниках, смартфонах, ноутбуках и носимых устройствах. В результате удалось добиться рекордных показателей по плотности энергии и мощности.
По словам профессора Майнака Маджумдера, разработка открывает путь к созданию суперконденсаторов, которые будут заряжаться и отдавать энергию значительно быстрее существующих аккумуляторов. В перспективе такие устройства могут стать основой компактных, ёмких и быстро заряжающихся источников питания для технологий будущего.
