Лист папоротника вдохновил создателей новых суперконденсаторов

Солнечные батареи постоянно совершенствуются, но до сих пор этот вид альтернативной энергетики не достиг той эффективности, которой обладают традиционные источники энергии. И причиной тому не только сам фотоэлемент, а и вспомогательные элементы энергетической системы: электрические аккумуляторы и суперконденсаторы, используемые для хранения произведенной энергии. Именно поэтому новые разработки в этой области не прекращаются и по сей день. Взять хотя бы новую работу ученых из Королевского Мельбурнского технологического института (Университета RMIT), на которую их вдохновил обычный лист папоротника.

Современные фотоэлементы или солнечные батареи делятся на два основных типа. Громоздкие промышленные, которые способны производить и хранить достаточно большие объемы электрической энергии, но из-за своих размеров не могут использоваться в быту. И маленькие портативные – очень удобные в использовании, но крайне неэффективные для больших масштабов выработки и хранения электричества.

Новая разработка исследователей из Университета RMIT обещает стать «золотой серединой» в этой области. Ученые, традиционно используя «опыт» природы, создали электрод, напоминающий структуру листа американского папоротника, чтобы сделать суперконденсатор с значительно большей удельной плотностью энергии чем у современных аналогов.

Если посмотреть на лист этого растения даже невооруженным взглядом, то можно увидеть, что он испещрен достаточно густой сеткой жилок. Благодаря им листья папоротника максимально эффективно собирают влагу, транспортируют ее к стеблям и при этом легко сохраняют свою собственную температуру (хорошая терморегуляция).

Новая разработка представляет собой микроскопический электрод, созданный из одноатомного графена, который повторяет структуру листа папоротника и при этом еще и является модернизированной его копией. Благодаря тому, что графен может образовывать достаточно маленькие структуры размерами в несколько нанометров, исследователям удалось сделать электрод, расчетная плотность хранимой энергии которого в 30 раз больше всех существующих аналогов.

Более того, команда ученых пошла еще дальше. Они решили объединить солнечную батарею и суперконденсатор в одно целое, чтобы система могла вырабатывать и хранить электрическую энергию не как два разрозненных электронных компонента, а как один целый.

Известно также еще одно свойство структур из графена, которое исследователи не преминули использовать в новой разработке. Это их гибкость. В итоге получилась достаточно тонкая и гибкая комбинированная солнечная панель.

Источник информации: Университет RMIT (www.rmit.edu.au)