Металлизированная бумага для гибких суперконденсаторов

Инженеры из Технологического института Джорджии совместно со своими коллегами из Университета Кореи разработали и создали специализированную металлическую бумагу, из которой можно изготавливать высокоемкие и гибкие ионисторы.

 Если аккумуляторные батареи сравнить с марафонцами в энергетическом мире, то суперконденсаторы или ионисторы являются спринтерами. Они быстро накапливают электрическую энергию и относительно быстро ее отдают. Но последнее свойство не самое худшее в плане хранения энергии. Как правило ионисторы еще и низкоемкие, то есть способны накапливать лишь небольшое количество электричества.

Целью нового исследования, можно сказать интернациональной группы ученых, было создание электрического элемента, энергетические характеристики которого сочетали бы в себе высокую плотность хранимой энергии и достаточно высокую электрическую мощность. Такой себе симбиоз аккумулятора и суперконденсатора, в котором выделены все лучшие характеристики и приглушены плохие.

Для этого американские и корейские инженеры взяли обычную по составу бумагу на основе целлюлозы, погрузили сначала ее в поверхностно активный раствор, а затем в раствор насыщенный наночастицами золота для улучшения электрической проводимости. После этого на металлизированную бумагу добавили несколько слоев оксидных материалов, включая оксид марганца.

Что из всего этого получилось? По словам самих исследователей новый суперконденсатор на основе металлизированной золотом бумаги приобрел свойства сверхпроводника, а также имеет высокую плотность энергии. Кроме этого ионистор получился еще и гибким. Бумагу можно складывать и разворачивать несколько раз без потери ее электрических характеристик.

Как отметил один из соавторов исследования – корейский ученый Сеунг Ву Ли: «Новая металлизированная бумага более универсальна и перспективна, чем это может показаться на первый взгляд». Да, ученым пока еще не удалось достичь таких характеристик, чтобы новый суперконденсатор мог рассматриваться как полноценный аналог современному аккумулятору. Но, если и дальше продолжить наращивание слоев на бумаге, теоретически можно добиться существенного увеличения производительности.

Помимо этого, новая структура еще и легко масштабируется, то есть металлизированную бумагу можно делать сколь угодно большой по площади и использовать как дополнительный элемент в энергетике. Возможно, и обратное масштабирование. Тогда бумагу теоретически можно будет использовать даже в микросхемах, например тех, которые можно приобрести на сайте: http://pin-g.com.ua/katalog/mikroskhemy.

В будущем ученые собираются заменить золотые наночастицы на более дешевый аналог, чтобы новая разработка была еще и экономически эффективна.

Источник информации: Технологический институт Джорджии (www.news.gatech.edu)