Исследователи из Казани предложили способ создания пенографита в бытовой микроволновой печи — это перспективный материал для создания более совершенных энергонакопителей нового поколения.
Как сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки РФ, специалисты Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ) создали доступный, экономичный и легко воспроизводимый способ получения нового углеродного материала для суперконденсаторов.
Пенографит, синтезированный по методике ученых, способен существенно улучшить производительность устройств хранения энергии, что будет востребовано в аэрокосмической отрасли, при производстве электрокаров и компактной электроники.
Суперконденсаторы с электродами из пенографита позволят создавать более легкие и миниатюрные источники питания для перспективных разработок, необходимых, в частности, для освоения арктических зон, где обычные батареи теряют работоспособность при морозах ниже 40 градусов.
«Современный тренд в создании химических источников тока — применение трехмерных электродов. За счет повышенной плотности активных компонентов они могут демонстрировать более высокую удельную емкость. Наибольший эффект достигается в гибридных суперконденсаторах, где благодаря электрохимическим реакциям удается значительно увеличить емкость», — отметил доцент кафедры нанотехнологий в электронике КНИТУ-КАИ Михаил Морозов.
Обычно в качестве проводящей добавки в аккумуляторах и суперконденсаторах применяется технический углерод, обладающий ограниченной электропроводностью. Существующие альтернативы, такие как графен, пока остаются дорогостоящими в производстве.
Пенографит является одной из таких перспективных замен. Как пояснили в министерстве, его слоистая архитектура позволяет ему равномерно распределяться в активной массе, заполняя весь объем электрода и создавая стабильный электрический контакт.
Предложенный казанскими учеными метод синтеза пенографита не нуждается в сложной аппаратуре и дорогих установках — для получения материала достаточно обычной СВЧ-печи.
Как заявили в Минобрнауки, данная технология легко адаптируется для промышленных масштабов благодаря применению стандартного оборудования и операционной простоте.
Сегодня активно ведутся работы по созданию высокопроизводительных суперконденсаторов на основе новых композитных материалов для электродов, которые должны отличаться увеличенной мощностью, долговечностью и высокой скоростью заряда-разряда.
Суперконденсаторы представляют собой современный тип накопителей энергии, превосходящий обычные конденсаторы по объему сохраняемого заряда. Однако они все еще уступают литий-ионным аккумуляторам по общей энергоемкости. Существенно повысить способность суперконденсаторов накапливать энергию можно с помощью специальных материалов, поддерживающих быстрые химические превращения.
В 2024 году учёные Санкт-Петербургского государственного университета создали инновационный метод закрепления углеродных нанотрубок на основе для суперконденсаторов, в то время как специалисты из Университета МИСИС повысили энергоёмкость этих устройств, внедрив электропроводящий полимер в структуру углеродного электродного материала.
