Суперконденсаторы вместо аккумуляторов

Группой исследователей из Технологического университета Джорджии была создана новая структура материала для изготовления конденсаторов на основе кварцевого геля и тонкоплёночных изоляторов. Для новых суперконденсаторов характерны высокие электрическая ёмкость и плотность хранения заряда, не уступающие аналогичным показателям целого ряда аккумуляторов.

В отличие от аккумуляторов, конденсаторы способны намного быстрей зарядиться и отдать больше электрического тока. С этой точки зрения они являются более практичными, чем батареи. Такие свойства суперконденсаторов можно использовать в тех случаях, когда возникает необходимость в хранении большого количества энергии и её максимально быстрой отдаче, например в электромобилях, дефибрилляторах, источниках бесперебойного питания и других устройствах.

Отличительной чертой нового материала является двойной изолирующий слой, в составе которого присутствуют самособирающиеся наноразмерные монослои, состоящие из молекул жирных кислот. Описываемый изолятор расположен между слоем кварцевого геля и плёнки из майлара, армированной электродами из алюминия. Двойной слой изоляции препятствует проникновению электронов из электродов в слой кварца, что объясняет низкий ток утечки суперконденсатора и высокую плотность хранения энергии.

Испытания суперконденсаторов

В ходе исследований новых конденсаторов учёные установили их основные электрические параметры. Так, плотность энергии составила 40 Дж на куб. см, энергоэффективность – 72%, а энергетическая плотность – 520 Ватт на куб. см. Полученные показатели значительно превышают таковые у обычных конденсаторов и тонкоплёночных литий-ионных батарей. Лишь по некоторых параметрам литий-ионные аккумуляторы превосходят суперконденсаторы.

Немаловажным достоинством нового изобретения является гибкость, которой конденсаторы обязаны тонкоплёночной структуре. Они способны выдержать целый ряд деформаций без ухудшения электрических характеристик, что,безусловно, расширяет сферу их применения.