Графеновый суперконденсатор – быстрозаряжающаяся альтернатива аккумуляторам

Ученые Nanotek Instruments и Angstron Materials разработали емкий конденсатор на основе графена, сравнительного нового материала с удивительными электрическими свойствами. Новый суперконденсатор демонстрирует энергетическую плотность 85.6 Вт-часов на 1 килограмм веса при комнатной температуре и 136 Вт-ч/кг при 80-ти градусах Цельсия.

Такая плотность сравнима с плотностью «упаковки» энергии в никель-металл-гидридный (NiMH) аккумулятор. Однако, в отличие от химического аккумулятора, графеновый суперконденсатор может заряжаться за секунды или минуты в зависимости от емкости и мощность источника.

Графен - это новое вещество с фантастическими свойствами. К самой высокой проводимости при комнатной температуре, к возможности создания транзисторов толщиной в один атом и скоростью переключения превышающей все известные технологии в десятки раз, добавляется еще и возможность создания емких и быстрых накопителей электроэнергии.

Новый суперконденсатор имеет самую высокую плотность хранения энергии для накопителей с углеродными электродами. Это открытие является настоящим прорывом в области накопления и хранения электрической энергии, которое может дать толчок ускоренному развитию электротранспорта и компактных электронных устройств.

Группа ученых под руководством Бор Джанга из Nanotek Instruments начала работу над созданием графенового конденсатора еще в 2006-м году, обосновав возможность использования графеновых электродов для создания суперконденсаторов с теоретической плотностью заряда 550 Ф/г. 

Но до сих пор исследователи не могли добиться успеха из-за того, что тонкие слои графена имели свойство «слипаться». По этой причине была разработана новая стратегия текстурированного нанесения графена на поверхность электродов.

Исходя из того, что масса электродов графенового суперкондесатора составляет от 1/4 до 1/2 общей массы, эффективная плотность электроэнергии составляет 21-48 Вт-ч/кг, что сравнимо с показателями никель-металл-гидридных аккумуляторов, которые сейчас используются в автомобилях с гибридной силовой установкой. Этот прорыв в компактных хранилищах электроэнергии может иметь очень сильное воздействие на развитие самых различных отраслей промышленности. Тем более, как утверждают ученые, производство, эксплуатация и утилизация новых суперконденсаторов имеет куда меньшие последствия для окружающей среды, чем использование химических хранилищ энергии.

Поделиться
Другие материалы
07 июня
2021 15:48:00
«Лиотех» принял участие в разработке национальных стандартов на литий-ионные батареи и системы накопления электроэнергии для железнодорожного транспорта
Компания
11 марта
2021 10:42:00
«Лиотех» поставит резервные источники бесперебойного питания на 14 железнодорожных вокзалов РЖД
Компания
03 февраля
2021 09:51:00
“Лиотех” приступил к поставкам накопителей энергии “Россетям”
Компания