Суперконденсатори замість акумуляторів

Групою дослідників з Технологічного університету Джорджії була створена нова структура матеріалу для виготовлення конденсаторів на основі кварцового гелю і тонкоплівкових ізоляторів. Для нових суперконденсаторів характерні високі електрична ємність і щільність зберігання заряду, що не поступаються аналогічним показникам цілого ряду акумуляторів.

На відміну від акумуляторів, конденсатори здатні набагато швидше зарядитися і віддати більше електричного струму. З цієї точки зору вони є більш практичними, ніж батареї. Такі властивості суперконденсаторів можна використовувати в тих випадках, коли виникає необхідність у зберіганні великої кількості енергії і її максимально швидкої віддачі, наприклад в електромобілях, дефібріляторах, джерелах безперебійного живлення та інших пристроях.

Відмінною рисою нового матеріалу є подвійний ізолюючий шар, в складі якого присутні самозбираючісь нанорозмірні монослої, що складаються з молекул жирних кислот. Описуваний ізолятор розташований між шаром кварцового гелю і плівки з майлара, армованої електродами з алюмінію. Подвійний шар ізоляції перешкоджає проникненню електронів з електродів в шар кварцу, що пояснює низький струм витоку суперконденсатора і високу щільність зберігання енергії.

Випробування суперконденсаторів

В ході досліджень нових конденсаторів вчені встановили їх основні електричні параметри. Так, щільність енергії склала 40 Дж на куб. см, енергоефективність – 72%, а енергетична щільність – 520 Ват куб. см. Отримані показники значно перевищують такі у звичайних конденсаторів і тонкоплівкових літій-іонних батарей. Лише по деяких параметрах літій-іонні акумулятори перевершують суперконденсатори.

Важливим достоїнством нового винаходу є гнучкість, якої конденсатори зобов'язані тонкоплівкової структури. Вони здатні витримати цілий ряд деформацій без погіршення електричних характеристик, що,безумовно, розширює сферу їх застосування.