ГЛАВНАЯ » 2013 » Март » 12 » Графеновые суперконденсаторы смогут заменить аккумуляторные батареи в малогабаритных и мобильных устройствах
15:41
Графеновые суперконденсаторы смогут заменить аккумуляторные батареи в малогабаритных и мобильных устройствах
В современных малогабаритных и мобильных электронных устройствах для
снабжения энергией в большинстве случаев используются батареи и
аккумуляторные батареи, основанные на химическом методе хранения
электрической энергии. Несмотря на то, что технологии батарей все время
совершенствуются, принципы, заложенные в их основе, остаются неизменными
в течение многих десятилетий. Но, исследовательские группы различных
научных учреждений работают над созданием новых технологий
аккумулирования и хранения электрической энергии, которые в недалеком
будущем должны устроить буквально переворот в этой области. И к одной из
таких групп можно отнести группу исследователей из Калифорнийского
университета в Лос-Анджелесе, которые разработали структуру и технологию
изготовления графеновых суперконденсаторов.Профессор Ричард
Кэнер (Richard Kaner) и его аспирант Маэр Ель-Кэди (Maher El-Kady) еще в
прошлом году сообщили о разработанных ими суперконденсаторах на основе
графеновой пленки, которые могут принять и отдать электрический заряд в
сотни раз быстрее аккумуляторных батарей и электрическая емкость которых
сопоставима с емкостью тех же аккумуляторных батарей. Сейчас же
исследователи утверждают, что им удалось разработать процесс
масштабируемого производства таких суперконденсаторов, что сделает их
достаточно дешевыми и практичными. "Сейчас мы занимаемся поисками
партнеров, которые возьмут на себя серийное промышленное изготовление
наших суперконденсаторов" - рассказывает Ричард Кэнер.Разработанный
исследователями процесс производства графеновых суперконденсаторов
чрезвычайно прост. На поверхность обычного DVD-диска наносится слой
специального эластичного пластика, на который осаждается слой окиси
графита. Такой диск с дополнительным покрытием вставляется в самый
обычный пишущий привод DVD-ROM, поддерживающий технологию LightScribe,
которая обычно используется для нанесения маркировки, надписей и
изображений на поверхность диска. Используя лазер привода, на слое
оксида графена создается сложный рисунок структуры суперконденсатора.
Лазер и механика привода LightScribe обеспечивают достаточную точность
создания структуры, что предотвращает возникновение замыканий между
элементами этой структуры.Но и сама структура нового
суперконденсатора весма разнится от структуры, разработанной
исследователями год назад. "Электроды нового суперконденсатора весьма
напоминают тесно сплетенные пальцы, которые не касаются друг друга" -
рассказывают исследователи, - "Это позволило получить максимально
большую площадь поверхности двух электродов суперконденсатора. Помимо
этого нам удалось минимизировать путь, по которому движутся ионы в
электролите этого суперконденсатора. В результате новые
суперконденсаторы имеют более высокие скоростные характеристики и
большую электрическую емкость, нежели их предшественники".Исследователи
добавили, что, "несмотря на их "химическую сущность", новые
микросуперконденсаторы демонстрируют замечательную стабильность своих
характеристик даже при большом количестве циклов заряда-разряда, чего
нельзя сказать про обычные химические аккумуляторные батареи. Такие
замечательные характеристики суперконденсаторов позволяют серьезно
задуматься об их использовании в качестве источников питания для
критичных электронных устройств, таких как медицинские имплантаты,
активные устройства радиочастотной идентификации и различные
микродатчики, там, где замена элементов питания просто невозможна или
сопряжена с определенными трудностями.Одной из основных областей
применения новых графеновых суперконденсаторов исследователи считают
использование их в солнечных батареях. Установка таких
суперконденсаторов позади фотогальванических элементов позволит получить
одновременно устройство получения и хранения электрической энергии,
которое будет отдавать накопленную в суперконденсаторах энергию в темное
время суток.