Суперконденсатор из биоматериалов позволит заряжать электромобиль за минуты

В Техасском университете A&M (TAMU) сконструировано инновационное устройство для хранения энергии с использованием биоматериалов растительного происхождения. Будучи лёгким, гибким и недорогим в производстве оно, вдобавок, многократно превосходит лучшие известные суперконденсаторы по энергоёмкости и может обеспечить полную зарядку электромобиля всего за пару минут.

Главным нововведением в суперконденсаторе, разработанном техасскими исследователями во главе с профессором кафедры машиностроения TAMU Хуан Лян (Hong Liang), стал один из электродов, в котором вместо редких и токсичных оксидов переходных металлов (рутения или цинка) используются наночастицы двуокиси марганца.

Чтобы создать свой электрод, группа Лян обработала очищенный лигнин (естественный полимер, скрепляющий вместе древесные волокна) широкодоступным дезинфицирующим средством — перманганатом калия. Затем, с помощью высоких температуры и давления была инициирована реакция окисления, которая приводила к разрушению перманганата калия и осаждению диоксида марганца на лигнине. Полученная смесь лигнина и диоксида марганца была нанесена на алюминиевую пластину.

В готовом суперконденсаторе этот электрод соседствовал с прослойкой гелиевого электролита, отделявшей его от второго электрода, который состоял из алюминия и активированного угля.

В ходе испытаний новый суперконденсаторе показал высокую стабильность электрохимических характеристик. К примеру, удельная ёмкость практически не изменилась после тысяч циклов зарядки-разрядки. Кроме того, для оптимального соотношения лигнина и диоксида марганца удельная ёмкость была в 900 раз больше, чем у других суперконденсаторов.

Профессор Лян также сообщила, что в ближайшем будущем её группа рассчитывает развить достигнутый успех, создав высокоэффективный суперконденсатор, на 100% состоящий из безопасных для окружающей среды «зелёных» ингредиентов.