Популярные Нано технологии

Кадры

Фотогалерея

Новости

Самый емкий графеновый суперконденсатор / 30.11.2010

© Екатерина Баранова

Источник: Sci-lib.com

Изображение искривленного листа графена, полученное при помощи сканирующего электронного микроскопа

Исследователи в США создали на базе графена сверхъемкий суперконденсатор, способный запасать столько же энергии, сколько хранится в никель-металлогидридных батареях. Главное преимущество предложенного устройства состоит в том, что заряжаться и разряжаться оно может за считанные секунды (минуты). Созданный конденсатор обладает наиболее высокой плотностью запасенной энергии среди всех наноуглеродных устройств, работающих по принципу двойного электрического слоя.

Конденсатор – это устройство, с помощью которого можно запасти определенный электрический заряд. Одна из разновидностей конденсаторов - суперконденсаторы, также известные как электрохимические конденсаторы, принцип действия которых основан на формировании двойного электрического слоя на границе между полупроводником и электролитом при условии приложенного внешнего напряжения. Еще в 2006 году была предложена идея создания подобных суперконденсаторов из графена, материала, представляющего собой одноатомные листы углерода, формирующего гексагональную кристаллическую решетку. С тех пор ученые с разных концов планеты предлагают различные конструкции устройств, позволяющие увеличить плотность запасаемой энегии.

Новая конструкция суперконденсатора, предложенная специалистами из Nanotek Instruments Inc. (США), имеет электроды, состоящие из графена с примесями повышающего проводимость ацетилена и связующего вещества PTFE. В качестве электролита использовалось вещество, известное в электрохимии как EMIMBF4. К слову, именно эта научная группа в 2006 году впервые предположила, что графен в принципе может использоваться для создания подобных устройств. В результате применения указанных веществ ученые создали в защитной камере конденсаторы размерами не больше монеты.

Энергетическая плотность полученного устройства по порядку сравнима с никель-металлогидридными батареями. Если говорить о цифрах, то плотность энергии в созданном устройстве – порядка 85,6 Вт*час/кг при комнатной температуре и порядка 136 Вт*час/кг при 80 градусах по шкале Цельсия. Однако, как было отмечено выше, устройство имеет громадное преимущество по сравнению с привычными батареями, заключающееся в том, что оно может быть заряжено и разряжено чрезвычайно быстро. Сами разработчики считают свое творение настоящим технологическим прорывом. Возможность быстрого заряда означает, что в будущем подобная конструкция может использоваться для питания мобильных телефонов и другой пользовательской портативной техники.

В настоящее время группа продолжает работу. Основная цель ученых – дальнейшее повышение плотности запасенной энергии. Их цель – создать устройства, способные хранить как минимум столько энергии, сколько запасают литий-ионные батареи (при том же весе), но для которых возможна перезарядка всего за несколько минут.

Стоит напомнить, что на момент создания первого электрохимического конденсатора на базе графена была установлена теоретически-доступная плотность заряда в 550 Фарад на грамм веса устройства. И, несмотря на достаточно малую массу одноатомных листов графена, эта плотность до сих пор не была достигнута на практике. В качестве основной причины ученые указывают явление «слипания» отдельных листов графена между собой. Таким образом, в качестве одного из направлений дальнейшей работы ученым представляется поиск способов исключить данный факт. Группа из Nanotek Instruments Inc., в частности, предполагает, что добиться этого можно, используя искривленные листы графена, вместо плоских.


Другие новости по теме:
24.04.14 - На Владимирской ТЭЦ-2 (входит в ЗАО «КЭС») прошли пробные пуски паровой турбины новой парогазовой установки 230 МВт (ПГУ-230)
09.04.14 - Две новых разработки будут презентованы Римерой на московской конференции по мехдобыче
03.04.14 - Российско-Германская сырьевая конференция: Нужен ли Европе российский газ?
31.03.14 - Чешский завод группы компаний «Римера», MSA, поставит партию трубопроводной арматуры для расширения Пунгинского подземного хранилища газа (ПХГ) Газпрома
28.03.14 - Сертификационный центр возобновляемых источников энергии на острове Русском. РусГидро представило проект в Минэнерго
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Конференция «IT в энергетике 2014: эффективные решения для успешного бизнеса»

17 апреля в Москве пройдет Конференция «IT в энергетике 2014: эффективные решения для успешного бизнеса».   Основными темами конференции, которую проводит компания Infor-media Russ

414
2

Ростех запустил контрактное производство ручных противотанковых гранатометов РПГ-32 в Иордании

Король Иорданского Хашимитского королевства Абдалла II Бен Аль-Хусейн и генеральный директор корпорации Ростех Сергей Чемезов приняли участие в церемонии торжественного открытия производственного комп

283
3

В Беркли создан дешевый гибридный термоэлектрик

Сейчас тепловая энергия конвертируется в высокоэффективные и дорогостоящие термоэлектрические материалы. В выхлопной системе автомобиля, например, твердотельные термоэлектрики рекуперируют отбросное т

256
4

Мышечная ткань получена из стволовых клеток

Объединенная группа ученых из Университета Тоттори под руководством профессора Мицуо Осимура и Университета Киото под руководством профессора Синъя Яманака смогла исправить нарушения в гене больных мы

253
5

Заработало "сердце" будущих атомных часов

Сотрудники Лаборатории стандартов частоты ФИАН работают над созданием малогабаритных атомных часов нового поколения. В частности, в настоящее время разработан миниатюрный квантовый дискриминатор &ndas

238

Анонсы событий