Гибридные батареи выдержали до 10 тыс. циклов зарядки

Батареи хранят большое количество энергии, но отдают её медленно. Суперконденсаторы могут хранить на порядок меньше энергии, но разряжаются гораздо быстрее. Гибридный суперконденсатор, созданный в Технологическом университете Квинсленда (QUT), соединил в себе лучшие качества обеих этих технологий.
В статье, вышедшей в журнале Advanced Materials, доцент Дипак Дубал (Deepak Dubal) и его исследовательская группа из Центра материаловедения QUT описали гибридный суперконденсатор, который имеет анод конденсаторного типа на основе карбида титана и катод аккумуляторного типа из гибридного графенового материала.
Новое устройство по энергоёмкости приближается к никель-металлогидридным батареям, но при этом по плотности мощности (способности быстро высвобождать энергию) превосходит литий-ионные аккумуляторы примерно в 10 раз.
Батареи могут выдерживать в лучшем случае до 5000 циклов зарядки-разрядки, однако гибридное устройство, после 10 000 циклов сохранило около 90% первоначальной ёмкости.
Чтобы сбалансировать в одном устройстве характеристики конденсаторного анода и батарейного катода, учёные применили химически модифицированный графен в комбинации с наноструктурированным металлоорганическим каркасом, известным как MOF.
Наностержни MOF не только разделяют слои графена, но также обеспечивает химический механизм хранения зарядов. Графен отвечает за электрические соединения с MOF и сохраняет дополнительные заряды ёмкостным способом.
Благодаря такому уникальному сочетанию электродов это устройство способно заполнить важный пробел между нынешними батареями малой мощности и суперконденсаторами низкой ёмкости, открывая путь к решениям хранения энергии, которые будут более дешевыми, чрезвычайно безопасными и экологически чистыми — с легко перерабатываемым электролитом на водной основе.

Комментарии:
Другие статьи:
← Балансирующий ранец облегчит турпоходы
Стержневой дисплей поможет ощутить пол в VR →