Легирование нанотрубок азотом увеличивает емкость суперконденсаторов | новости
О новом методе улучшения свойства суперконденсаторов сохранять энергию, в статье для издания Science сказала команда китайских исследователей.
Повышенная удельная энергоемкость это то, чем суперконденсаторы, в большинстве случаев, применяющие углеродные электроды, отличаются от классических конденсаторов. Но тем не меньше, по данной ответственной характеристике кроме того они пока не смогут соперничать с электрохимическими батареями, не смотря на то, что по вторым – разрядки и скорости зарядки, долговечности – существенно их превосходят.
Работа инженеров Пекинского университета, Университета Пенсильвании и Шанхайского института керамики (США) разрешила сократить отставание суперконденсаторов – их удельная энергоемкость была повышена в три раза, до 41 Вт ч/кг (19,5 Вт ч/л).
При изготовлении умелого устройства, ученые применяли шаблон из кремниевых трубок. С помощью процедуры химического осаждения из газовой фазы эти трубки изнутри покрывали углеродом. После этого кремний удаляли, оставляя трубки из углерода длиной от 4 до 6 нм.
Данный материал легировались атомами азота, а под конец спрессовывали, приобретая графеновую пену, из которой и делали электроды суперконденсатора. В водных электролитах их удельная емкость составляла 855 фарад на грамм.
Авторы утверждают, что вносимые атомами азота недостатки инициируют окислительно-восстановительные реакции, каковые трансформируют инертный графеноподобный слоистый углерод в электрохимически активную субстанцию без ухудшения его электрической проводимости. Так, устройство так же, как и прежде способно трудиться так же скоро, как и простой суперконденсатор, но, частично, уже есть электрохимической батареей, снабжая свойственный той прирост энергоёмкости.
Продолжая изучения в этом направлении, ученые рассчитывают создать суперконденсатор, талантливый соперничать кроме того с литий-ионными батареями, но снабжающий полную зарядку телефонов за пара секунд. В ближайшей же возможности они готовят к внедрению в коммерческие продукты уже имеющийся прототип суперконденсатора.
