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:
08.07.14 - Российская промышленность переходит на НДТ
15.05.14 - МСС ГЛОНАСС бесплатно обменяет GPS на ГЛОНАСС
05.05.14 - Уральский турбинный завод подписал договор с ОАО «СИБЭКО» на модернизацию турбины Т-100/120-130-2, установленной на Новосибирской ТЭЦ-3
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
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Бактерии превратили в нанороботов (видео)

Пока другие ученые тратят свое время, пытаясь создать нанороботов размером с бактерии, научный сотрудник лаборатории нанороботов Политехнической школы Монреаля, Канада, решил просто поуправлять живыми

1026
2

Наночастицы золота принципиально увеличат чувствительность микрочипов

Ученые разработали метод, который позволит в миллионы раз увеличить чувствительность детекции различных веществ с помощью микрочипов. Работа опубликована в журнале Nanotechnology, кратко суть метода о

263
3

LANXESS выпустит первый в мире этилен-пропиленовый каучук на основе биоматериалов

Концерн LANXESS воплощает в жизнь свое решение выпускать синтетический каучук класса премиум из биологического сырья. Немецкий концерн по производству специальной химии намерен начать серийное произво

254
4

Автомобиль на дровах

На протяжении Второй мировой войны почти каждое моторное средство передвижения в континентальной Европе было переделано так, чтобы оно могло ездить на древесном топливе На протяжении Второй мировой в

209
5

Trilobot - робот-насекомое на солнечных батареях (видео)

Забавного робота-насекомого под названием Trilobot создал конструктор Dan Roe. Шустрый робот-таракан полностью автономен, работает от восьми солнечных батарей, размещенных на его спине. Энергии, выраб

182

Анонсы событий