Ниобиевые нити обеспечат питание для носимых устройств

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) предложили новый способ получения коротких, но интенсивных импульсов электроэнергии, необходимой для питания миниатюрных электронных устройств, встраиваемых в одежду. Он может применяться наряду с батареями для обеспечения кратковременных потребностей в высокой мощности, например, для увеличения дальности передачи информации через Wi-Fi.

Концепция новых источников энергии описана в журнале ACS Applied Materials and Interfaces и предполагает использование нитей, скрученных из нанопроводов ниобия диаметром всего 140 нм. Пары проводящих волокон ниобия, разделенные изолятором, образуют мельчайший суперконденсатор.

Сотрудники MIT при участии коллег из Университета Британской Колумбии в течение десяти лет работали над повышением производительности суперконденсаторов. Однако исследовавшиеся ими перспективные углеродные наноматериалы — графен и нанотрубки (CNT) — имели относительно низкую электропроводность.

В новой работе ученые показали, что желаемые характеристики для таких устройств не являются уникальными для углерода, и предложили в качестве альтернативы нити из ниобиевых нанопроводов.

Ниобий довольно широко распространен в природе, то есть относительно дешев. Изготовленные из него нанопровода прочнее чем CNT и в 100 раз лучше проводят электричество. Кроме того они пригодны для высокотемпературных приложений: ниобий плавится почти при 2500 °C. В среднем, ниобиевые суперконденсаторы способны запасать в пять раз больше энергии, чем занимающие тот же объем устройства из углеродных нанотрубок.

Авторы уже получили волоконные суперконденсаторы из ниобия в лаборатории, и работают над оптимизацией их конструкции к условиям широкомасштабного производства.