Новости

12 апреля, 2024 16:25

Упрощен синтез электродов для суперконденсаторов электромобилей

Источник: ТАСС
Ученые в России разработали новый подход, позволяющий значительно упростить и ускорить процесс синтеза двумерных материалов на базе титана и углерода, которые используются при сборке суперконденсаторов для электромобилей. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Dalton Transactions.
Концентрат суспензии нанолистов максенов в воде. Источник: Николай Горшков
«Мы предложили масштабируемый синтез перспективного материала для систем электрохимического накопления энергии. Вскоре мы также завершим работы по изучению диэлектрического отклика - реакции твердых веществ на переменный ток - в композитных материалах с применением максенов», - заявил старший научный сотрудник Саратовского государственного технического университета (СГТУ) Николай Горшков, чьи слова передает пресс-служба РНФ.

Исследователи уже несколько лет работают над созданием суперконденсаторов, основой для которых выступают полимерные вещества, в пустоты между нитями которых внедрены специальные электропроводящие наполнители. Год назад российские исследователи обнаружили, что способность данных полимерных композитов запасать энергию можно увеличить примерно втрое, если внедрить в их толщу так называемые максены.

Так ученые называют особый тип двумерных или многослойных наноматериалов, чьи плоские слои состоят из множества соединенных друг с другом атомов металлов, углерода и одного из элементов с сильными окисляющими свойствами. Синтез этого класса двумерных материалов требует дорогостоящего оборудования, что значительно ограничивает их массовое производство и применение при производстве суперконденсаторов.

Ученые в России выяснили, что процесс производства максенов можно значительно упростить, если проводить реакции по их синтезу внутри расплавов хлоридов калия и натрия. Это позволяет избежать окисления этих двумерных материалов в результате их взаимодействия с молекулами кислорода из воздуха, а также дает возможность снизить температуру, при которой проводятся реакции, с 1,5 тыс. до 1,25 тыс. градусов Цельсия.

Как показали последующие опыты, полученный Горшковым и его коллегами материал позволяет производить гибкие пленки, обладающие вдвое более высокой электрохимической емкостью, чем их уже существующие аналоги, которые используются при производстве суперконденсаторов. В перспективе разработка этой методики синтеза максенов позволит создать более доступные и эффективные системы запасания энергии для электромобилей.

О суперконденсаторах

Суперконденсаторы представляют собой электрические устройства, способные запасать в себе большие количества энергии и почти мгновенно выделять ее назад почти неограниченное число раз. Их использование в электромобилях и электроавтобусах позволяет экономить ресурс литий-ионных аккумуляторов, а также снижает вероятность перегрева и взрыва этих батарей.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

22 мая, 2024
Ученые обнаружили в растущих в Приморье деревьях вещества для борьбы с герпесом
Ученые обнаружили в дереве Маакия Амурская (Maackia amurensis), распространенном в Приморском крае...
22 мая, 2024
Перспективный способ лечения болезни Паркинсона может ускорять разрушение тканей мозга
Ученые Института цитологии (ИНЦ) РАН пришли к выводу, что перспективный способ лечения болезней Ал...