МИСИС: Суперконденсаторы

Продукт

Разработчики:	НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет)
Дата премьеры системы:	2024/07/23
Технологии:	ИБП - Источники бесперебойного питания

2024: 2024: Анонс суперконденсаторов с увеличенной емкостью и долговечностью

Исследователи Университета МИСИС оптимизировали способность суперконденсаторов хранить энергию, добавив в структуру углеродного электродного материала электропроводящий полимер. Это позволило оптимизировать емкость и долговечность устройств. Суперконденсаторы показали стабильность при многократном заряде и разряде и могут быть использованы, например, в железнодорожном транспорте, автономных системах электроснабжения и других областях, где требуется высокая мощность. Об этом 23 июля 2024 года сообщили представители НИТУ МИСиС.

Суперконденсаторы

Как сообщалось, суперконденсаторы — это класс современных накопителей энергии, превосходящий обычные конденсаторы по количеству запасаемой энергии. В некоторых задачах они могут заменить аккумуляторные батареи: для запуска двигателей, возвращения части энергии при торможении транспорта и другой техники. Однако количество запасаемой суперконденсаторами энергии все еще ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов, широко используемых в сфере электронных устройств. Тем не менее, с использованием специальных материалов, способных к быстрым химическим реакциям, можно увеличить способность суперконденсаторов хранить энергию в несколько раз.

Ученые НИТУ МИСИС выяснили, как оптимизировать работу суперконденсаторов и расширить возможности их практического применения. Суперконденсатор состоит из нескольких основных частей, одной из которых является электрод на основе углеродного материала. На его поверхности устройства накапливают заряд. В качестве этого материала исследователи использовали углеродную ткань, в которую добавили электропроводящий полимер полианилин. Он был сформирован не на внешней поверхности волокон, а в их порах, что позволило оптимизировать емкость и долговечность устройства.

Суперконденсаторы

Наша методика, основанная на химической окислительной полимеризации анилина непосредственно в порах углеродной ткани, не только способствует оптимизации электрохимических свойств получаемого композита, но и открывает перспективы для внедрения в производство и использования технологии в широком спектре энергетических систем.

рассказала Кристина Шафигуллина, лаборант-исследователь кафедры физической химии НИТУ МИСИС

Суперконденсаторы на основе композитных электродов из углеродной ткани и полианилина продемонстрировали эффективность за счет создания специальных структур в углеродной ткани, которые помогают материалу лучше накапливать и сохранять заряд. Подробности исследования описаны в научном журнале Crystals (Q2).

Суперконденсаторы

Важной составляющей нашей работы является глубокое изучение процессов и особенностей формирования структурных характеристик получаемых композитов вплоть до нанометрового масштаба. Такая работа стала возможной благодаря созданию лаборатории "ЛУЧ" НИТУ МИСИС, в которой реализуются наиболее передовые методы нанотомографии. В работе были использованы возможности двухлучевого микроскопа Амбер (ФИП-СЭМ) для визуализации объемной нанопористости углеродной ткани "Бусофит".

подчеркнул Евгений Статник, инженер 1 категории научного проекта лаборатории ускоренных частиц (ЛУЧ) НИТУ МИСИС

Доступность материалов и технологии изготовления позволяют коммерциализировать разработку в сферах, где требуется долговременное хранение энергии. Исследование выполнено в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Материалы будущего» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» (проект No К1-2022- 032).

Источник — «https://prom.tadviser.ru/index.php/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%82:%D0%9C%D0%98%D0%A1%D0%98%D0%A1:_%D0%A1%D1%83%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B»