Открыт механизм высокоскоростного сохранения и выделения энергии в конденсаторах

Ученые обнаружили, как полимер PVDF позволяет конденсаторам быстро сохранять и выделять много энергии.

Результаты работы могут привести к намного более мощным и эффективным электрическим автомобилям.

Конденсаторы с точки зрения хранения энергии похожи на батареи. Однако для работы они используют электрический ток, а не химические реакции. Заряженные частицы позволяют энергии сохраняться и выделяться очень быстро. Представьте себе электрический транспорт, который может ускоряться с 0 до 60 миль в час за то же время, что и бензиновый автомобиль. Не существует таких батарей, поскольку они выделяют энергию слишком медленно. А конденсаторы могли бы сработать, содержи они необходимые материалы.

Физик Вивек Раньян из университета штата Северной Каролины ранее выяснил, что конденсаторы, которые содержат полимер поливинилиден фторид или PVDF в комбинации с другим полимером под названием CTFE, могут сохранить энергии в 7 раз больше, чем традиционные.

«Мы знали, что этот материал повышает эффективность конденсаторов, но требовалось понять механизм его действия», сказал Раньян.

В ходе исследования, опубликованного в издании Physical Review Letters, ученые разработали компьютерную модель процесса, чтобы понять, как меняется строение атома полимера после наложения электрического поля. Выяснилось, что они поляризуются, и это позволяет конденсатору быстро накапливать и выделять энергию.

«Мы надеемся, что наши результаты позволят в итоге разработать конденсаторы, которые уравняют некоторые возможности бензиновых и электрических автомобилей», заключили исследователи.

24.02.2012