Исследователи из университета Монаша в Австралии разработали инновационный материал для суперконденсаторов, который позволяет им хранить столько же энергии, сколько и традиционные свинцово-кислотные батареи. Это открытие существенно повышает перспективы замены аккумуляторов в различных электронных устройствах.
Об этом сообщает ProIT
Как «мягкий» графен меняет возможности энергосбережения
Суперконденсаторы — это современные устройства для хранения энергии, которые работают благодаря электростатическим процессам, в отличие от аккумуляторов, использующих химические реакции. Главной проблемой для широкого внедрения таких технологий была недостаточно большая площадь поверхности углеродных материалов для эффективного накопления заряда.
Австралийские ученые решили эту задачу, создав многомасштабный восстановленный оксид графена (M-rGO) из природного графита. С помощью усовершенствованной термической обработки они получили «мягкий» графен с сильно изогнутой структурой, что обеспечивает быстрое и эффективное перемещение ионов. В результате материал демонстрирует как высокую плотность энергии, так и значительную удельную мощность — сочетание характеристик, которое редко встречается одновременно.
«Наша команда показала, как можно значительно увеличить площадь поверхности, просто изменив способ термической обработки материала. Это открытие может позволить нам создать суперконденсаторы, которые быстро заряжаются и накапливают достаточно энергии, чтобы заменить батареи во многих устройствах, и выдавать её намного 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.
Преимущества и перспективы для коммерциализации
В исследовательской работе подчеркивается, что новый материал обеспечивает объемную плотность энергии до 99,5 Вт·ч/л в ионных жидких электролитах и удельную мощность до 69,2 кВт/л. Кроме того, устройства на основе M-rGO отличаются способностью к быстрой зарядке и длительной стабильностью цикла. По словам научного сотрудника ARC AM2D доктора Петра Йовановича, эти показатели являются одними из лучших среди углеродных суперконденсаторов, а производственный процесс совместим с сырьем, доступным в Австралии.
Технический директор дочерней компании университета Монаша — Ionic Industries — доктор Филип Эйчисон сообщил, что промышленное внедрение этой инновации уже начато. Компания занимается коммерциализацией новых материалов и активно сотрудничает с партнерами в области накопления энергии для внедрения высокопроизводительных решений на рынке.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
