Исследователи создали сверхмощное средство аккумулирования энергии - микросуперконденсатор

Суперконденсаторы, так называемые конденсаторы с двойным электрическим слоем (electric double layer capacitors, EDLC), являются электрохимическими конденсаторами с необычайно высокой плотность хранения электрической энергии. По своей природе суперконденсаторы занимают промежуточное положение между аккумуляторными батареями, имеющими высочайшую энергетическую плотность, но которые являются медленными, т.е. они не способны выдать весь электрический заряд в течение короткого времени, и обычными конденсаторами, которые являются быстрыми, но имеют относительно низкую энергетическую плотность.

Интернациональная команда ученых из США и Франции сообщила о разработке ими микроминиатюрных суперконденсаторов, имеющих замечательные электрические характеристики, которые могут выступить в качестве источников энергии различной мобильной электроники, сетей беспроводных датчиков, биомедицинских имплантов, устройств радиочастотной идентификации RFID и многое другое.

Разработанные учеными устройства имеют емкость, на четыре порядка превышающую емкость обычных электролитических конденсаторов, при этом новые суперконденсаторы обеспечивают скорость разряда в три порядка выше, чем суперконденсаторы промышленного производства, используемые в источниках резервного питания, ветроэлектрогенераторах и других электрических устройствах. Но самое, что примечательно, так это то, что размеры новых сперконденсаторов составляют всего несколько микрометров (0.000001 метра).

Известно, что чем больше отношение площади электродов конденсатора к объему этого же электрода, тем выше электрические характеристики суперконденсаторов. Что же сделало возможным такие поистине уникальные характеристики новых устройств? Все дело оказывается в том, что электроды этих суперконденсаторов состоят из частиц, размером 6-7 миллимикронов в диаметре. При этом каждая частица представляет собой нечто наподобие луковицы из углерода. Именно эти сферические углеродные слои и обеспечивают очень большое значение площади электрода конденсатора.

Следует добавить, что это устройство является первым устройством, в котором использованы микроскопические частицы со сферическими слоями. В более ранних исследованиях ученые пытались использовать поверхности активированного угля, углерод, полученный из карбида, и даже углеродные нанотрубки, но не один из этих материалов не обеспечил таких высоких электрических характеристик суперконденсаторов.