Микросуперконденсатор - много энергии в маленьком обьёме

Повысив качество сохранения электрической энергии в электрохимических конденсаторах нового образца, ученые получили совершенно новый уровень оборудования для аккумулирования энергии – суперконденсаторы, обладающие удвоенным электрическим слоем.

Природа и химический состав таких устройств выносит их за рамки уже известного оборудования аккумулятивного типа и ставит их между медленными аккумуляторами с высокой энергетической плотностью, которые не могут мгновенно распределить электрический заряд необходимому устройству, и конденсаторами самого простого образца, обладающими довольно низкой плотностью энергии и работающими очень быстро.

Международное сотрудничество американских и французских ученых вылилось в создании суперконденсаторов довольно небольших размеров, которые наделены исключительными электрическими свойствами. Эти свойства позволяют им быть качественными источниками электроэнергии для самых разных устройств: медицинское оборудование, мобильная электроника, беспроводные датчики и их системы, а также радиочастотные идентифицирующие устройства и многое другое.

Емкость разработанных устройств превышает емкость простых конденсаторов, которые работают на электролитах, в четыре или более раза. Новые конденсаторы способны заряжаться и отдавать накопленную энергию в три раза быстрее, чем устаревшие модели или даже мощные промышленные конденсаторные установки, которые часто применяются для обеспечения резервного питания электрических устройств любого плана. Но главная их особенность заключается в том, что они стали действительно миниатюрными с размерами в несколько микрометров, что составляет лишь одну миллионную метра.

В зависимости от того, насколько велико значение отношения площади конденсаторных электродов к их объему, увеличиваются и характеристики электрической природы таких устройств. Возникает вопрос, откуда же появились необходимые ресурсы для получения таких уникальных свойств? Как оказалось, все дело состоит в частицах, составляющих структуру электродов. Их размеры 7 микрон, а сама такая частица является подобием углеродной луковицы.

Полученные сферические слои углерода обеспечивают необходимые размеры конденсаторным электродам.

Микросуперконденсатор стал первым устройством, в котором были применены миниатюрные частицы, обладающие сферическими слоями. Ранее ученые пытались отыскать и другие источники необходимой энергоемкости, но все они не смогли увенчаться успехом до начала данных исследований.

Источник - журнал Nature Nanotechnology.