Лента TH Новости Глобальные вызовы


Исследователи разработали простой способ изготовления микро-суперконденсаторов с высокой плотностью энергии

∴ 100

Одним из наиболее перспективных микромасштабных источников питания для переносной и пригодной для ношения электроники являются микро-суперконденсаторы. Их необходимо создавать тонкими, легкими, гибкими и с высокой плотностью мощности. Однако, как правило, изготовление этих устройств связано со сложными технологиями, которые часто требуют высокого давления, облучения и нескольких этапов сборки.

603

В новом исследовании ученые разработали простой «одноэтапный метод» для изготовления микро-суперконденсаторов и продемонстрировали, что конечные устройства демонстрируют очень хорошие общие характеристики, включая плотность высокой мощности (1500 мВт/см3), а также энергию (11,6 мВт/см3), которая по меньшей мере в два раза выше, чем у аналогичных микро-суперконденсаторов.

Исследователи Хань Сяо и др. из Академии наук Китая, опубликовали свою статью в недавнем выпуске ACS Nano.

Мы разработали универсальный, простой и эффективный метод изготовления высококонцентрированных микроконденсаторов с задаваемыми формами.Жонг-Шуай Ву, директор компании, ученый в Национальной лаборатории чистой энергии в Даляне, Китайская академия наук.

Важным этапом изготовления нового микро-суперконденсатора является интеграция фосфорных нанослоев в прослойку наночастиц графена, а хорошие характеристики в значительной степени обусловлены синергетической комбинацией этих двух материалов. Различные материалы обладают дополнительными эффектами: фосфор обладает высокой емкостью хранения и предотвращает дефектную укладку графеновых листов, в то время как графен образует основной скелет и предлагает высокоскоростную сеть электронного транспорта.

Среди других характеристик, микро-суперконденсаторы демонстрируют очень хорошую гибкость, которую исследователи приписывают слоистой структуре и геометрии планарного устройства. Устройство также имеет высокую емкость, которая поддерживается почти на 90% от максимальной емкости после 2000 циклов. В общем, простой процесс изготовления также способствует улучшению характеристик устройства, поскольку он позволяет избежать загрязнения и окисления, которые часто возникают при многоступенчатой обработке.

Как объясняют исследователи, небольшие устройства хранения энергии могут быть использованы в самых разных областях.
Исследователи также ожидают, что в будущем новый процесс изготовления можно легко масштабировать и в конечном итоге использовать в коммерческих целях. Они также планируют исследовать другие материалы и методы для разработки микромасштабных систем хранения энергии.

Филипп Дончев