Аккумуляторы становятся все лучше, надежнее, продуктивнее, но их КПД не повышается выше 90%, плюс к тому они вырабатывают энергию всплесками, хоть и отдают фиксировано. Все это доставляет проблемы, особенно на высокоточном оборудовании и потому, исследователи в Университетах Drexel и Поль Сабатье работали пять лет над созданием мини-суперконденсатора. К слову, конденсаторами и пользовались до появления аккумуляторов, последние на том этапе развития могли производить мощности большие при меньшем размере, потому и заменили своего прародителя. Современные суперконденсаторы могут служить дольше, быть по габаритам меньше, а энергии хранить столько же, да и КПД самого хорошего конденсатора достигает 99%, что является неплохим показателем важности дальнейших разработок и использования технологии.
Кроме того, суперконденсаторы можно встраивать напрямую в чипы, что также дает простор для использования. Можно, например, начинять ими под завязку аппаратуру и просто забывать о необходимости замены источника энергии, ибо трудиться на благо оборудования они будут долго, очень долго.
Ученые, во главе которых стояли профессора Юрий Гогоци и Патрис Симон, уже сумели разработать очень маленькие конденсаторы с большим объемом хранимой энергии и даже встроить их внутрь кремниевого чипа. По словам исследователей, используемые ими методы можно легко интегрировать в массовое производство, более того, можно сразу выпускать чипы с конденсаторами.
«Мы поставили перед собой благородную цель создать не просто накопитель энергии» — сказал Симон: « А накопитель энергии, который является частью микросхемы и делается это таким образом, чтобы легко интегрировать в нынешние кремниевые микросхемы во время производственных процессов».
Несомненный прорыв немного омрачает тот факт, что изготовленный учеными суперконденсатор способен вмещать в себя только десятую долю энергии от стандартной литий-ионной батареи, хоть и обеспечивают при этом беспрерывный поток энергии с высокой мощностью. При этом, команда пока не видит возможностей для развития конденсаторов на полнейшую замену типичным аккумуляторам, большие перспективы, по их мнению, скрываются в объединении этих двух технологий. Такой гибрид мог бы впитать в себя лучшее из «двух миров».
«Аккумуляторы убивают химические и механические стрессы» — рассказывает Симон : «Суперконденсаторы связанные с аккумуляторами, могут доставить питание полученное от аккумулятора подающего энергию. Таким образом, можно улучшить срок службы батареи и не нужно негабаритного спроса на электроэнергию.»
Мини-суперконденсаторы изготавливаются из тонких пористых углеродных пленок, которые крепятся на кремниевую пластину с токосъемниками из карбида титана. Характеристики удельного сопротивления углеродной пленки можно изменить с помощью изменения толщины и механической нагрузки.
«В микро-масштабе нужна высокая мощность в смартфонах и других электронных устройствах, также микро-батареи страдают удовлетворяя спрос на электроэнергию» — продолжает Саймон: «Наш микро-суперконденсатор может это сделать. Более того, теперь, когда мы разработали техпроцесс, который может быть интегрирован с процессами полупроводниковой промышленности, она становится легко размещаема в электронных устройствах, что делает источник питания более компактным или вместительным.»
В ближайшее время технологию испытают на RFID-метках, удаленных датчиках и других устройствах с низким потреблением энергии. Более того, побочное открытие пористого пленочного продукта из углерода сможет послужить в очистке воды, фильтрации газа и опреснении морских вод.
