Графеновый суперконденсатор сравнялся в ёмкости с обычным аккумулятором

Открытие инженеров, химиков и физиков Лондонского университетского колледжа (UCL), о котором повествует вчерашний выпуск Nature Energy, позволило преодолеть главный недостаток мощных и быстрозаряжающихся суперконденсаторов — их малую энергоёмкость.

«Наш новый суперконденсатор чрезвычайно перспективен для следующего поколения технологий хранения энергии в качестве замены современных батарей или для использования вместе с ними, чтобы предоставить пользователю больше энергии», — отметил первый автор этой публикации, доктор Ли Чжуаннань (Li Zhuangnan).

В конструкции разработанного коллективом UCL концептуального устройства используется инновационный электрод из многослойного графена. Изменяя размер пор в этом материале, учёные смогли довести энергоёмкость (плотность энергии) до 88,1 Вт ч/л — рекордно высокое значение этого показателя для углеродных суперконденсаторов.

Коммерческие суперконденсаторы имеют плотность энергии лишь порядка 5-8 Вт ч/л, а традиционные свинцовые аккумуляторы — от 50 до 90 Вт ч/л. Таким образом, графеновые суперконденсаторы впервые сравнялись по ёмкости с обычными перезаряжаемыми батареями. При этом, по объёмной мощности, свыше 10000 Вт/л, они превосходят последние на два порядка.

Опытный образец суперконденсатор был изготовлен из двух одинаковых электродов габаритами 6×6 см и прослойки между ними из желеподобного вещества, служащего для переноса электрического заряда.

Полученное устройство смогло обеспечить стабильным питанием десятки светодиодных лампочек. На работоспособность образца не оказывало никакого эффекта скручивание на 180 градусов, а высокая циклическая стабильность позволила ему сохранить 97,8 процентов начальной ёмкости после 5 тысяч циклов перезарядки.

Такие преимущества, наряду с отсутствием жидкого электролит, уменьшающим опасность возгорания, по мнению авторов исследования, делают графеновые суперконденсаторы идеальными источником энергии для интеграции в гибкие телефоны и носимую электронику, а также в электромобили.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365