Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче

Исследователи из университета МИСИС усовершенствовали суперконденсаторы, добавив в их структуру электропроводящий полимер. Это позволило увеличить ёмкость и срок службы устройств.

Новые суперконденсаторы стабильны при многократном заряде и разряде. Их можно использовать в железнодорожном транспорте, автономных системах электроснабжения и других областях, где нужна высокая мощность.

Суперконденсаторы — это современные накопители энергии, которые превосходят обычные конденсаторы по количеству запасаемой энергии. В некоторых случаях они могут заменить аккумуляторные батареи: например, для запуска двигателей или возврата части энергии при торможении транспорта.

Но пока суперконденсаторы не способны накапливать столько же энергии, сколько литий-ионные аккумуляторы. Однако эту способность можно увеличить в несколько раз, используя специальные материалы, которые быстро вступают в химические реакции.

Учёные НИТУ МИСИС разработали метод улучшения работы суперконденсаторов.

Суперконденсатор состоит из нескольких частей, одна из которых — электрод на основе углеродного материала. Заряд накапливается на поверхности этого электрода.

Исследователи использовали углеродную ткань, в которую добавили электропроводящий полимер полианилин. Благодаря тому, что полимер сформировался внутри пор волокон, а не на их поверхности, удалось значительно увеличить ёмкость и долговечность устройства.

Кристина Шафигуллина, лаборант-исследователь кафедры физической химии НИТУ МИСИС, рассказала, что наша методика позволяет повысить электрохимические свойства композита за счёт химической окислительной полимеризации анилина прямо в порах углеродной ткани. Это открывает перспективы для использования технологии в производстве и энергетических системах.

В научном журнале Crystals описаны новые суперконденсаторы на основе композитных электродов из углеродной ткани и полианилина. Они эффективны благодаря специальным структурам в углеродной ткани, которые помогают материалу накапливать и сохранять заряд.

Евгений Статник, инженер 1 категории научного проекта лаборатории ускоренных частиц (ЛУЧ) НИТУ МИСИС, рассказал, что для визуализации объёмной нанопористости углеродной ткани «Бусофит» использовался двухлучевой микроскоп Амбер (ФИП-СЭМ).

Мы изучаем, как формируются структурные характеристики композитов. Это стало возможным благодаря лаборатории «ЛУЧ» НИТУ МИСИС, где применяются передовые методы нанотомографии.

Благодаря тому, что материалы и технологии изготовления стали доступнее, разработку можно успешно использовать в бизнесе. Особенно там, где нужно долго и надёжно хранить энергию.

Конечно, это не означает, что теперь можно забыть о батарейках. Но всё же.

23.07.2024