Вы здесь

Гибкий источник питания сконструирован из переплетённых полимеров

Гибкий источник питания сконструирован из переплетённых полимеров

Суперконденсаторы имеют ряд серьёзных преимуществ перед доминирующими сегодн на рынке батарей. Они сохраняют энергию электростатически, благодаря чему гораздо более стабильны и долговечны, чем электрохимические устройства. Но сегодняшние суперконденсаторы имеют невысокую удельную энергоёмкость, что ограничивает их применение в электронике.

Учёные из Кембриджского университета предложили способ усовершенствовать суперконденсаторы путём применения в них дешёвого и химически стабильного полимерного материала.

Гибкие, электропроводящие полимеры, такие как PEDOT, в качестве материала для хранения заряда превосходят традиционно используемые в суперконденсаторах соединения на основе углерода. Обычный электростатический механизм работы конденсаторов в них дополнен псевдоёмкостью – электрохимическим процессом, основанным на серии коротких и очень быстрых окислительно-восстановительных реакций.

В таких полимерах ионы могут проникать вглубь всего на пару нанометров, поэтому остальная часть материала просто непродуктивно занимает место. В прежних работах исследователи пытались улучшать мобильность ионов, нанося тонкий слой полимера на объёмные наноструктуры, однако такие конструкции получались довольно хрупкими и сложными в изготовлении.

В кембриджской лаборатории сконструировали гораздо более удобный в обращении материал. Он состоит из чередующихся и переплетающихся тонких слоёв двух полимеров: один (PEDOT) проводит электричество, а другой (PEO) накапливает ионы. Такая геометрия обеспечивает ионам доступ ко всему объёму материала, благодаря чему ёмкость суперконденсатора приближается к теоретическому пределу.

В испытаниях образец устройства продемонстрировал улучшенные гибкость и циклическую стабильность по сравнению с суперконденсатороми из одного PEDOT, кроме того, почти вдвое превзошёл последние по удельной ёмкости.

С результатами работы авторы ознакомили участников 255-й Национальной конференции Американского Химического Общества (ACS), которая на этой неделе проходит в Новом Орлеане.

Категория: 
ХИТ

Добавить комментарий