Исследователи из Инжинирингового центра Института катализа Сибирского отделения РАН разработали технологию для производства из скорлупы кедрового ореха углеродных материалов для суперконденсаторов. Свойства этого материала позволяют создавать элементы с высокой плотностью запасаемой энергии.
Для производства электродов чаще всего применяют активированные углеродные материалы, которые обладают высокоразвитой пористой структурой. Повышенная плотность скорлупы кедрового ореха «наследуется» электродами: они получаются плотными и с высокой удельной площадью поверхности. Как следствие, суперконденсатор достигает высоких энергоемкостных показателей на единицу объема, отмечают разработчики.
Для производства активированного угля для электродов ученые карбонизируют измельченную скорлупу в кипящем слое катализатора. Полученный биоуголь смешивают с раствором щелочи, обрабатывают при температуре 600–1000 °С, отмывают и сушат. В результате исследователям удалось получить угли с максимальной удельной площадью поверхности 2200 м²/г.
Из полученного углеродного материала мы формируем тонкие таблетки, которые запрессовываем в металлические корпуса плоских батареек. Это позволяет тестировать материалы в условиях, максимально приближенных к реальным. Проведенные испытания говорят о том, что активированные угли из скорлупы ореха перспективны для практического применения.
Марина Лебедева, руководитель молодежной лаборатории композитных материалов для электроники НОЦ «Институт химических технологий ИК СО РАН-НГУ»
Суперконденсатор — это устройство, которому нужно всего 10–20 с для полной зарядки, а заряжать и разряжать его можно сотни тысяч раз. Такие приборы отличаются от распространенных литий-ионных аккумуляторов высокой скоростью зарядки, мощностью и стабильной работой после множества циклов зарядки. Они используются в энергетике, электротранспорте и космической промышленности. Новая технология производства электродов повысит энергоэффективность таких устройств.
Читать далее:
Одна планета может положить конец жизни на Земле: как ученые доказали хрупкость Солнечной системы
Раскрыт секрет долголетия: ученые поняли, как запустить нужный механизм в теле человека
Названа одна из причин старения и способ «обратить процесс вспять»