Новый элемент сочетает в себе аккумулятор и суперконденсатор

Основная проблема современных аккумуляторных батарей, которые повсеместно используются в портативной аппаратуре, состоит в том, что они очень медленно заряжаются. Теоретически можно использовать суперконденсаторы, которые заряжаются практически мгновенно, но у них другая проблема – слишком низкая емкость. Объединить эти два типа элементов питания решили ученые из Калифорнийского института наносистем (UCLA). Новый элемент, как сообщается в пресс релизе, имеет шестикратную по сравнению с аналогичными суперконденсаторами емкость и способен накапливать в единице объема почти столько же электричества, что и свинцово-кислотный аккумулятор.

Профессор Ричард Канер и доктор Махер Эль-Кади создали некий гибрид суперконденсатора и аккумуляторной батареи. Ранее уже были попытки создать нечто подобное, но они зачастую не увенчивались успехом. Коллегам Канера и Эль-Кади приходилось либо значительно увеличивать объем, созданных ими элементов, чтобы добиться желаемой емкости, либо жертвовать емкостью и ограничивать элемент приемлемыми габаритными размерами. Ни то ни другое неприемлемо в современной электроники.

В своей новой разработке калифорнийские ученые использовали диоксид марганца, который применяется в производстве щелочных элементов питания и особую трехмерную графеновую структуру. Последняя была специально разработана и создана учеными, чтобы удовлетворять определенным требованиям. Этот материал должен был быть пористым, иметь большую площадь активной поверхности и высокую электрическую проводимость. Благодаря графену исследователям удалось создать элемент, который одновременно способен достаточно быстро накапливать электрический заряд, причем достаточное его количество.

По словам самих ученых их гибридный суперконденсатор имеет удельную плотность энергии 42 Вт·ч/дм³, в то время как обычные суперконденсаторы, которые выпускаются на данный момент – всего 7 Вт·ч/дм³.

В настоящее время Ричард Канер изучает возможность создания больших по объему гибридных суперконденсаторов, которые в будущем могли бы с успехом использоваться при создании электромобилей и в альтернативной энергетике.

Источник информации: Калифорнийский институт наносистем (http://newsroom.ucla.edu/)