Убийца аккумуляторов: корейцы создали суперконденсатор, который заряжается мгновенно

Аккумуляторы — одна из главных технологий современности. Мы полагаемся на них везде, однако у них есть свои недостатки, которые решает новое изобретение корейских учёных.

• Послушайте первую в мире песню, созданную квантовым компьютером и искусственным интеллектом

Детали

Обычные батареи используют химические реакции для аккумулирования энергии, обеспечивая высокую плотность энергии и длительное время работы наших устройств. Однако, даже несмотря на быструю зарядку, они заряжаются медленно и деградируют уже после нескольких тысяч циклов использования.

Но существуют и суперконденсаторы, которые используют разделение электрических зарядов для хранения энергии. Они могут заряжаться почти мгновенно и выдерживать большее количество циклов эксплуатации без повреждений. Однако современная технология ещё не решила проблему низкой плотности энергии, то есть накопленной суперконденсатором энергии недостаточно для обеспечения долгой работы устройств.

Учёные из Корейского института науки и технологий (KIST) создали новый суперконденсатор, который решает эти проблемы. Этот новый суперконденсатор может помочь преодолеть барьеры плотности энергии, мешающие широкому внедрению суперконденсаторов в устройствах.

Суперконденсаторы состоят из двух проводящих пластин, разделённых раствором электролита (заряженные частицы или ионы, взвешенные в жидкости). При подключении к источнику питания ионы электролита разделяются, накапливая положительные ионы на одной пластине. Соответственно, отрицательные ионы собираются на другой.

Энергия удерживается в виде электрического поля, возникающего между двумя пластинами. Разделение ионов происходит практически мгновенно, что даёт суперконденсаторам способность быстро заряжаться и разряжаться.

Поскольку здесь отсутствуют химические реакции, суперконденсаторы исключительно долговечны. Однако из-за того, что энергия хранится посредством ионов, они не могут сохранять столько энергии на единицу объёма или веса.

Исследователи KIST преодолели эту проблему, создав композитный материал, сочетающий однослойные углеродные нанотрубки (УНТ) с проводящим полимером — полианилином (PANI).

УНТ обладают высокой проводимостью и обеспечивают прочную структурную основу для устройства. Молекулы PANI работают как крошечные энергетические ячейки, химически связанные с УНТ по всей структуре суперконденсатора.

Такая установка увеличивает не только ёмкость суперконденсатора по накоплению энергии, но и его мощность.

Исследователи выяснили, что их суперконденсатор сохраняет стабильную работу после более чем 100 000 циклов зарядки-разрядки. Кроме того, суперконденсатор продемонстрировал высокую долговечность в условиях высокого напряжения.

Композитное волокно также показало высокую механическую гибкость, то есть форму устройства можно изменять. Эти характеристики означают, что суперконденсатор может использоваться вместо существующих аккумуляторных систем.

Ранее Музей обратился за помощью к ИИ, чтобы подсчитать всех людей на известной классической картине.