Пластины суперконденсаторов будут покрывать кремнием

Команда исследователей из Университета Вандербильта в Нэшвиле, штат Теннесси разработала технологию создания суперконденсаторов (электрические элементы, представляющие собой гибрид обычного конденсатора и химического источника питания) на основе кремния, которые имеют значительную плотность энергии, по сравнению с существующими аналогами, которые уже запущены в производство. В будущем разработку можно будет активно использовать, например, в носимой электронике, для создания элементов питания.

Суперконденсаторы накапливают энергию путем концентрации ионов на поверхности двух пластин, пропитанных раствором электролита. Причем для обеспечения достаточной плотности энергии необходимо использование достаточно больших по площади пластин, которые покрывают такими пористыми материалами, как например активированный уголь. Но тогда вообще не представляется возможным создавать на их основе достаточно маленькие элементы питания, которые можно было бы использовать в современных гаджетах.

Можно использовать для этих целей традиционную литий-ионную технологию. Однако она проигрывает суперконденсотарам по скорости отдачи электрического заряда и долговечности работы.

Так вот, американские ученые решили увеличить характеристики уже существующих суперконденсаторов, применив совершенно нестандартные и не используемые никогда ранее технологии. В качестве пористого материала для пластин они использовали кремний.

Однако кремний плохо реагирует на электролит. Тогда ученые нагрели пластины до температуры 800 °C. В результате этого на внешней поверхности кремниевого покрытия образовался защитный слой графена, который никоим образом не изменил пористость самого кремния.

Исследования показали, что созданные по новой технологии суперконденсаторы имеют почти в 40 раз большую энергетическую плотность, чем аналогичные структуры из чистого полупроводника.

Исследователи надеются, что их технология в будущем с успехом будет применяться для создания маленьких, но очень емких источников питания, которые будут применяться в мобильных телефонах, смартфонах, планшетных ПК и прочих электронных устройствах.