Ученые создали из двумерного аналога графена инновационный электрод
 Схематическое изображение созданного ультратонкого псевдоконденсатора. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Двумерные материалы могут идеально подходить для создания гибких ультратонких пленок-суперконденсаторов. В частности, ванадил фосфата, разработанный совместной группой ученых из University of Texas (США) и University of Science and Technology (Китай) имеет толщину всего в 6 атомов. При этом ширина так называемого электрохимического «рабочего окна» этого материала в водном растворе – порядка 1 В.
В рамках своего эксперимента ученые создавали листы фосфата ванадила при помощи растворения объемного материла в 2-пропаноле. Компоненты полученной смеси после этого переносились в ультразвуковую ванну с ледяной водой для смешивания в течение 15 минут. В результате этого процесса формировался ультратонкий фосфат ванадила, который впоследствии может легко переноситься на другие подложки.
На основе сформированного таким образом нанолиста, соединенного с листом графена, исполнявшего роль электрода, ученые смогли создать ультратонкий псевдоконденсатор (специальный тип электрохимического конденсатора, основанный на быстром обратимом окислительно-восстановительном процессе на поверхности электроактивных материалов) с очень большой удельной емкостью – до 8,4 мкФ на квадратный сантиметр. Помимо большого объема энергии, который может быть сохранен в подобном конденсаторе, разработка отличается сравнительно большим жизненным циклом. По оценкам исследователей, устройство может выдерживать до 2000 циклов перезарядки. Одновременно с этим электрод оказался достаточно гибким: он может выдерживать сотни циклов сгибания – разгибания без снижения производительности.
Как считают сами разработчики, предложенная ими конструкция уже в ближайшем будущем могло бы найти применение в компактных и эффективных накопителях энергии для портативных электронных устройств. Кроме того, разработанные псевдоконденсаторы могут работать в паре с традиционными источниками питания, особенно там, где необходимы гибкие и растягивающиеся элементы.
Подробные результаты работы ученых опубликованы в журнале Nature Communications. В настоящее время группа занята разработкой новых двумерных материалов с возможностью построения более эффективных псевдоконденсаторов. Кроме того, научная группа планирует заняться изучением своего детища, дабы лучше понять особенности накопления заряда в подобных структурах.
Также по теме:
- Графеновые электроды позволили создать высокочастотный «суперконденсатор»
- Металлические нанопровода позволят создавать гибкие прозрачные электроды
- Графитовая пена позволит создавать более эффективные электроды для аккумуляторов
- Изобретен «электрический клей», облегчающий соединение электродов с полимерами
- Ученые исследовали, как ведет себя нанобатарея на практике
Источники: