Физики создали растягивающийся в восемь раз суперконденсатор

Американские физики разработали эластичный суперконденсатор, способный растягиваться в восемь раз, при этом оставаясь полностью работоспособным. Он устойчив к повторяющимся растяжениям и сжатиям и теряет всего несколько процентов емкости после 10 тысяч циклов перезарядки. В будущем, такой суперконденсатор может стать источником питания для гибких электронных устройств, пишут ученые в журнале Matter.

По своим характеристикам суперконденсаторы занимают промежуточное положение между стандартными конденсаторами и электрическими аккумуляторами. Они способны заряжаться и разряжаться гораздо быстрее аккумуляторов и обладают более высокой емкостью, чем обычные конденсаторы. Поэтому их активно используют для питания устройств, которые потребляют большое количество энергии за короткое время. К таким устройствам можно отнести, например, вспышки фотоаппаратов. Инженеры не забывают и о способности суперконденсаторов к очень быстрой зарядке. К примеру, беспроводная отвертка с суперконденсатором вместо аккумулятора заряжается всего за 90 секунд, хотя аккумуляторная версия проработает на одном заряде в два раза дольше.

Эластичные суперконденсаторы — главные претенденты на роль источников питания гибких электронных устройств. Ученые научились производить их из пленок, состоящих из углеродных нанотрубок (УНТ). Используя пленки из прямых УНТ лесов, исследователи создали суперконденсатор емкостью 100 Ф г-1 при растяжении до 30 процентов от первоначальной длины. Оказалось, что гораздо эффективнее ведут себя суперконденсаторы на «скомканных» УНТ (crumpling CNT), емкость которых вдвое выше предыдущих вариантов, а растягивать такой суперконденсатор можно на целых 800 процентов. Однако, оба варианта имеют свои недостатки. Суперконденсаторы с прямыми УНТ лесами довольно быстро трескаются при попытке растянуть их, а «скомканные» УНТ леса демонстрируют высокое сопротивление в удлиненном состоянии.

Суперконденсаторы. Углеродные нанотрубки

Лес прямых (слева) и «скомканных» (справа) УНТ.

Группа ученых под руководством Ихао Чжоу (Yihao Zhou) из Университета Дьюка модифицировала технологию «скомканных» УНТ, добавив слой золота к пленкам из УНТ. Таким образом, ученые решили проблему высокого сопротивления при большом растяжении суперконденсатора. Вырастив лес из УНТ на кремниевой пластине, физики покрыли его тонким слоем золота, который снижает сопротивление устройства и позволяет ему заряжаться и разряжаться еще быстрее.

Технологический процесс выглядит следующим образом. Заготовку кладут на предварительно натянутую эластомерную подложку, заполняют гелем и дают подложке сжаться до исходного состояния. Так физики запутывают нанотрубки и сминают золотой слой, который, помимо своей основной функции, помогает избежать растрескивания нанотрубок во время сжатия подложки. Полученные таким образом электроды заполняют гелевым электролитом и кладут друг на друга. Теперь приложив разницу потенциалов к двум электродам, суперконденсатор можно зарядить. Одного заряда такого суперконденсатора хватит, чтобы питать наручные часы на протяжении полутора часов.

Ученым еще предстоит пройти долгий путь к созданию полностью эластичной электронной системы, считают авторы исследования. Их суперконденсатор пока не может обеспечить долгую работу портативного устройства. Но, вполне вероятно, что следующие его модификации уже станут частью системы эластичного устройства, наряду с растягиваемыми проводами, датчиками и детекторами.

10 Oтвет на Физики создали растягивающийся в восемь раз суперконденсатор

  • g be

    I love reading through a post that will make people think.
    Also, many thanks for permitting me to comment!

  • want g

    I enjoy what you guys are up too. This kind of clever work and coverage!
    Keep up the wonderful works guys I’ve added you guys to blogroll.

  • g rsacwgxy

    Good info. Lucky me I ran across your website by accident
    (stumbleupon). I’ve saved as a favorite for later!

  • Attractive section of content. I just stumbled upon your site and in accession capital to assert
    that I get actually enjoyed account your blog posts. Anyway I will
    be subscribing to your augment and even I achievement
    you access consistently fast.

  • beauhorn.com

    Wonderful post but I was wanting to know if you could write a litte
    more on this topic? I’d be very thankful if you could elaborate a little
    bit further. Cheers!

  • There is certainly a lot to find out about this subject. I like
    all of the points you’ve made.

  • http://tinyurl.com/

    I’m not that much of a internet reader to be honest but your blogs really nice, keep it up!

    I’ll go ahead and bookmark your site to come back in the future.
    Cheers

  • Appreciating the dedication you put into your blog and in depth information you provide.
    It’s good to come across a blog every once in a while that isn’t
    the same outdated rehashed information. Excellent read! I’ve bookmarked your site and I’m including your RSS feeds to my Google account.

  • Quality posts is the key to attract the visitors to pay a quick visit the web
    page, that’s what this web page is providing.

  • Awesome article.

Написать ответ

Your email address will not be published. Required fields are marked *