Электроды с 3D-наноструктурой увеличили ёмкость конденсаторов

Группа исследователей Делавэрского университета (UD) и Китайской Академии Наук, применив нанотехнологии смогла добиться значительного улучшения удельной энергоёмкости диэлектрических конденсаторов. Их статья, озаглавленная «Dielectric Capacitors with Three-Dimensional Nanoscale Interdigital Electrodes for Energy Storage», вышла в онлайновом открытом журнале Science Advances.

«Наш метод позволил достичь удельной энергоёмкости примерно 2 Вт на килограмм, это значительно выше, чем у других структур диэлектрических конденсаторов, о которых сообщалось в литературе, — пишет профессор Вэй (Bingqing Wei) из UD. — По имеющимся сведениям, это первый случай, когда чередующиеся трёхмерные наноэлектроды были реализованы на практике. Благодаря огромной площади поверхности по отношению к их размеру, углеродные нанотрубки в составе уникальных 3D-архитектур позволили нам решить проблему низкой способности диэлектрических конденсаторов к накоплению энергии».

Чередующаяся (interdigitated) конфигурация, подобная переплетенным пальцам двух рук, значительно уменьшает расстояние между противоположными электродами и поэтому увеличивает для конденсатора возможности хранения заряда. Кроме того, трёхмерная наноструктура гарантирует высокое напряжение пробоя прослойки диэлектрика, Al₂O₃.

Все перечисленное, по мнению авторов, делает новые наноструктурированные конденсаторы перспективными для приложений, которые требуют большой удельной энергоёмкости, таких как вспомогательные источники питания и гибридные системы энергоснабжения.

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