Австралійські дослідники з університету Монаша запропонували новий матеріал для суперконденсаторів, який дозволить їм зберігати стільки ж енергії, скільки зберігають традиційні свинцево-кислотні батареї.

Суперконденсатори являють собою нове покоління пристроїв зберігання енергії, які використовують електростатику для зберігання заряду, а не хімічні реакції, як акумулятори. Ключовою перешкодою для їхнього комерційного поширення була невелика площа поверхні вуглецевого матеріалу, доступна для зберігання електричних зарядів.

"Наша команда показала, як можна значно збільшити площу поверхні, просто змінивши спосіб термічної обробки матеріалу. Це відкриття може дозволити нам створити суперконденсатори, що швидко заряджаються та накопичуватимуть достатньо енергії, щоб замінити батареї в багатьох пристроях, і видавати її набагато швидше", - зазначає директор Дослідницького центру ARC з перспективного виробництва з використанням 2D-матеріалів (AM2D) з кафедри машинобудування та аерокосмічної техніки Університету Монаша, професор Майнак Маджумдер.

Дослідники створили так званий багатомасштабний відновлений оксид графену (M-rGO), який синтезується з природного графіту. Використовуючи метод термічного відпалу, дослідники створили сильно вигнуту графенову структуру з точними траєкторіями для швидкого та ефективного переміщення іонів.

Вони отримали матеріал із високою щільністю енергії та високою питомою потужністю, чого рідко вдається одночасно досягти в одному матеріалі. Як відмітив співавтор дослідження, науковий співробітник центру ARC AM2D, доктор Петар Йованович, у разі збирання пристроїв з комірками-пакетами, нові суперконденсатори забезпечують:

* Об'ємну щільність енергії до 99,5 Вт·год/л (в іонних рідких електролітах);
* Питому потужність до 69,2 кВт/л;
* Можливість швидкої зарядки з бездоганною стабільністю циклу.

"Ці показники продуктивності є одними з кращих, коли-небудь зафіксованих для суперконденсаторів на основі вуглецю, і, що особливо важливо, процес масштабований та сумісний з австралійською сировиною", - наголошує Йованович.

Техдиректор дочірньої компанії університету Монаша Ionic Industries, співавтор дослідження, доктор Філіп Ейчісон підтвердив, що невдовзі технологія отримає комерційне використання.

"Компанія Ionic Industries була створена для комерціалізації подібних інновацій, і тепер ми виробляємо ці графенові матеріали у комерційних кількостях. Ми працюємо з партнерами в галузі накопичення енергії, щоб реалізувати це новаторське рішення у затребуваних на ринку додатках, де важливі як висока потужність, так і швидка її подача", - підкреслив Філіп Ейчісон.

Результати дослідження представлені у журналі Nature.