Австралийские исследователи из университета Монаша предложили новый материал для суперконденсаторов, который позволит им сохранять столько же энергии, сколько сохраняют традиционные свинцово-кислотные батареи.
Суперконденсаторы представляют собой новое поколение устройств хранения энергии, использующих электростатику для хранения заряда, а не химические реакции, как аккумуляторы. Ключевым препятствием для их коммерческого распространения была небольшая площадь поверхности углеродного материала, доступная для хранения электрических зарядов.
«Наша команда показала, как можно значительно увеличить площадь поверхности, просто изменив способ термической обработки материала. Это открытие может позволить нам создать быстро заряжающиеся суперконденсаторы, которые будут накапливать достаточно энергии, чтобы заменить батареи во многих устройствах, и выдавать ее гораздо быстрее», — отмечает директор Исследовательского центра ARC по перспективному производству с использованием 2D-материалов (AM2D) с кафедры машиностроения и аэрокосмической техники Университета Монаша, профессор Майнак Маджумдер.
Исследователи создали так называемый многомасштабный восстановленный оксид графена (M-rGO), который синтезируется из природного графита. Используя метод термического отжига, исследователи создали сильно изогнутую графеновую структуру с точными траекториями для быстрого и эффективного перемещения ионов.
Они получили материал с высокой плотностью энергии и высокой удельной мощностью, чего редко удается одновременно достичь в одном материале. Как отметил соавтор исследования, научный сотрудник центра ARC AM2D, доктор Петар Йованович, в случае сборки устройств с ячейками-пакетами, новые суперконденсаторы обеспечивают:
- Объемную плотность энергии до 99,5 Вт-ч/л (в ионных жидких электролитах);
- Удельную мощность до 69,2 кВт/л;
- Возможность быстрой зарядки с безупречной стабильностью цикла.
«Эти показатели производительности являются одними из лучших, когда-либо зафиксированных для суперконденсаторов на основе углерода, и, что особенно важно, процесс масштабируем и совместим с австралийским сырьем», — отмечает Йованович.
Техдиректор дочерней компании университета Монаша Ionic Industries, соавтор исследования, доктор Филип Эйчисон подтвердил, что вскоре технология получит коммерческое использование.
«Компания Ionic Industries была создана для коммерциализации подобных инноваций, и теперь мы производим эти графеновые материалы в коммерческих количествах. Мы работаем с партнерами в области накопления энергии, чтобы реализовать это новаторское решение в востребованных на рынке приложениях, где важны как высокая мощность, так и быстрая ее подача», — подчеркнул Филип Эйчисон.
Результаты исследования представлены в журнале Nature
Источник: TechXplore
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: