Электроника будущего может заряжаться за несколько секунд благодаря открытию суперконденсаторов

Группа исследователей из Университета Монаша разработала новый материал на основе углерода, который позволяет суперконденсаторам хранить значительно больше энергии, преодолевая основное ограничение, которое мешало их применению в компактных устройствах. Достижение, о котором подробно рассказывается в журнале Nature Communications, может положить начало новому поколению устройств для хранения энергии.

Суперконденсаторы известны своей способностью чрезвычайно быстро заряжаться и разряжаться. Но они печально известны своей низкой объемной плотностью энергии, то есть они хранят гораздо меньше энергии при своих размерах по сравнению с батареями. Исследовательская группа Университета Монаша решила эту проблему с помощью новой архитектуры материала под названием многомасштабный восстановленный оксид графена (M-rGO).

Материал изготавливается из природного графита с помощью быстрого процесса термообработки, который формирует уникальную структуру из сильно изогнутых и запутанных графеновых кристаллитов. Исследователи сделали неожиданное открытие - они обнаружили, что эта изогнутая структура позволяет ионам из электролита проникать глубоко во внутренние слои материала, и этот процесс они назвали "электрохимическим расширением межслоевого пространства" Это означает увеличение площади поверхности для хранения энергии.

Результаты были выдающимися. При сборке в ячейки новый материал показал объемную плотность энергии 99,5 Вт-ч/л, не уступая свинцово-кислотным батареям. Он также продемонстрировал высокую плотность мощности - 69,2 кВт/л.

Это открытие может позволить нам создать быстрозаряжающиеся суперконденсаторы, которые будут хранить достаточно энергии, чтобы заменить аккумуляторы во многих приложениях, и отдавать ее гораздо быстрее". - Профессор Маджумдер.

В настоящее время эта технология коммерциализируется компанией Ionic Industries, созданной при Университете Монаша, которая работает с партнерами над тем, чтобы вывести новый материал на рынок. В случае успеха мы сможем увидеть сверхбыстрые зарядные устройства, которые заряжаются за считанные секунды.