ПОСЛЕЗАВТРА
В США создают новый тип суперконденсаторов
Представьте себе смартфон или электромобиль, корпус которых является также аккумулятором, хранящим энергию. Благодаря недавнему изобретению инженеров Калифорнийского университета в Сан-Диего (США), однажды подобные технологии могут стать реальностью.
Предметом разработок американских ученых стал структурный суперконденсатор — устройство, способное одновременно выполнять функции механической опоры и аккумулятора. В будущем такие суперконденсаторы смогут существенно повысить энергоемкость электронных гаджетов без увеличения веса. Сама по себе идея структурных конденсаторов не нова, однако до недавнего времени такие устройства не могли одновременно сочетать в себе высокие показатели прочности и энергоемкости.
В качестве проверки концепции разработчики построили миниатюрный кораблик, снабженный мотором и солнечной панелью. Корпус судна представляет собой структурный суперконденсатор, подключенный через микросхему к солнечной панели. Сам суперконденсатор состоит из двух электродов, разделяемых электролитом, однако уникальность устройству придают материалы, из которого оно сделано. Так, электроды выполнены из углеродных волокон, вплетенных в ткань, что дает значительную жесткость всей конструкции. Помимо этого сама ткань имеет покрытие из проводящего полимера и обедненного оксида графена, которое значительно повышает проводимость ионов и энергоемкость всего устройства. Электролит выполнен из смеси эпоксидной смолы и полиэтиленоксида, которые соответственно повышают прочность корпуса и мобильность ионов на границе электрода и электролита. Стоит также отметить, что использование полиэтиленоксида приводит к образованию пор в покрытии, которые хоть и повышают электрохимические свойства электролита, однако также снижают его механическую прочность. По этой причине создатели намеренно повысили концентрации полиэтиленоксида в области электродов для лучшего потока ионов, в то время как в центральной части корпуса полиэтиленоксида оказалось меньше для сохранения жесткости конструкции.
Несмотря на успешные испытания прототипа и продемонстрированную эффективность нового структурного суперконденсатора, создатели признают, что предстоит еще много работы. Одним из направлений будущих совершенствований станет повышение энергоемкости — параметра, по которому суперконденсаторы обычно отстают от аккумуляторов (хотя и превосходят последние по удельной мощности).