Исследователи разрабатывают новую конструкцию электрода, благодаря которому заряжать аккумуляторы можно будет за секунды вместо часов. По словам ученых, это может решить не только проблему вечно разряжающихся смартфонов, но и решить одну из главных проблем, сдерживающую развитие рынка электрических транспортных средств.
Предыдущие исследования позволили использовать суперконденсаторы в качестве накопителя энергии для портативной электроники. Суперконденсаторы высвобождают энергию в больших объемах, и имеют невероятный потенциал. Проблема заключается в том, что их можно использовать только для быстрых циклов заряда/разряда, а не для длительного хранения энергии. Теперь группа ученых из университета Дрекселя совместила свойства суперконденсаторов и традиционных батарей с повышенной емкостью, используя материал под названием MXene.
«Результаты нашего исследования полностью опровергают общепринятые догмы, что химический заряд устройства, используемый в аккумуляторных батареях всегда намного медленнее, чем физическая память, используемая в электрических двухслойных конденсаторах, также известных как суперконденсаторы. Мы можем зарядить электроды MXene за десятки миллисекунд. Это возможно благодаря очень высокой электронной проводимости материала. Это открывает возможность для разработки сверхбыстрых накопителей энергии, которые можно зарядить в течение нескольких секунд, но при этом их емкость будет значительно выше, чем у обычных суперконденсаторов», — сказал ведущий автор исследования Юрий Гогоци.
MXene является плоским наноматериалом, который выглядит как сэндвич, состоящий из окиси по краям и токопроводящими углеродными и металлическими деталями в качестве «начинки». Слои MXene накладываются поверх друг друга. Такая структура создает барьер для ионов, химических носителей заряда, что позволяет его сохранить.
Стоит отметить, что хотя время работы выглядит многообещающе, пока неясно, можно ли будет создать из такого материала батарею для электромобиля, поскольку пока все испытания проводились на очень маленьких аккумуляторах.
