Суперконденсатор на растительной основе обеспечивает низкую стоимость и высокий КПД

Суперконденсаторы способны проложить путь для электромобилей, заряжающихся за минуты, а не часы, преодолевая один из барьеров на пути широкого распространения и являясь полезными для водителей и окружающей среды.

На пути к такой реальности ученые Техасского университета A&M продемонстрировали растительный суперконденсатор с отличным потенциалом накопления энергии.

Экологичный суперконденсатор

Суперконденсаторы, способные заряжаться практически мгновенно и разряжать огромные объемы энергии по мере необходимости, представляют собой технологию хранения энергии с огромным потенциалом. И мы стали свидетелями ряда интересных достижений в создании устройств из экологически чистых материалов, включая переработанные пластиковые бутылки, коноплю и даже выброшенные окурки.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Команда Техасского университета A&M искала применение натурального полимера, который придает растениям и деревьям их жесткость, называемую лигнином. Он производится в огромных количествах как отходы бумажной промышленности, и мы действительно видели некоторые интересные прорывы в усилиях по переработке полимера в другие продукты, такие как более прочный бетон и биопасты для 3D-печати.

Авторы нового исследования, однако, надеются использовать его для подзарядки характеристик материала, используемого в суперконденсаторных электродах, называемых диоксидом марганца. Наночастицы этого соединения обладают рядом преимуществ по сравнению с другими растворами, но электрохимические характеристики находятся там, где они имеют тенденцию к снижению.

"Диоксид марганца дешевле, доступен в изобилии и является более безопасным по сравнению с другими оксидами переходных металлов, таких как рутений или окись цинка, которые популярно используются для изготовления электродов", говорит автор исследования Хун Лян. "Но главный недостаток диоксида марганца в том, что он страдает от более низкой электропроводности."

Предыдущие исследования показали, что лигнин в сочетании с оксидами металлов может повысить электрические характеристики электродов суперконденсаторов, но команда хотела бы исследовать, как он может улучшить функцию оксида марганца в частности. Поэтому они разработали суперконденсатор, в котором эти два компонента образуют ключевые строительные блоки.

Команда начала с очистки лигнина в общем дезинфицирующем средстве, а затем нанесла тепло и давление, в результате чего жидкость распадалась и на лигнин оседал диоксид марганца. Затем эту смесь использовали для покрытия алюминиевой пластины, чтобы сформировать электрод, который был соединен с другим электродом из алюминия и активированного угля, чтобы сформировать суперконденсатор, между которыми был зажат гелевый электролит.

Исследователи описывают новое устройство как легкое, гибкое и экономичное, повышающее его потенциал для использования в качестве структурных элементов хранения энергии в транспортных средствах. Они также сообщают, что он очень хорошо выдержал испытания, обнаружив, что обладает "очень стабильными электрохимическими свойствами", и что он сохранил свою способность хранить электрический заряд в течение тысяч циклов.

Производительность сравнивалась с другими передовыми конструкциями суперконденсаторов по имеющейся литературе, в том числе с электродами, полностью изготовленными из активированного угля, или графена в сочетании с другими материалами. Он превосходил их все по удельной емкости - по способности прибора хранить заряд. По сравнению с одним суперконденсатором с электродом, изготовленным из диселенида олова, новый прибор обладал удельной емкостью, которая была в 900 раз больше.

"Интеграция биоматериалов в накопители энергии была непростой задачей, так как трудно контролировать их результирующие электрические свойства, которые затем серьезно влияют на жизненный цикл и производительность устройств", - говорит Лианг. "Кроме того, процесс производства биоматериалов обычно включает в себя химическую обработку, которая является опасной. Мы разработали экологически чистое устройство хранения энергии, которое обладает превосходными электрическими характеристиками и может быть изготовлено легко, безопасно и по гораздо более низкой цене". опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet