Прорыв в технологии графена: суперконденсаторы догнали батареи

Инженеры добились значительного прорыва в технологиях хранения энергии, сочетающих быструю зарядку с высокой мощностью. Это открывает путь к системам следующего поколения в электромобилях, сетевых хранилищах и повседневной электронике.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Communications, ученые разработали новый углеродный материал, который позволяет суперконденсаторам хранить энергию на том же уровне, что и традиционные свинцово-кислотные батареи, но высвобождать ее гораздо быстрее.

Суперконденсаторы — это новый класс устройств, которые сохраняют заряд электростатически, а не посредством химических реакций, как батареи. Долгое время проблема заключалась в том, что лишь небольшая часть доступной углеродной поверхности использовалась для хранения энергии.

«Наша команда показала, насколько большую часть этой области можно открыть, просто изменив способ термической обработки материала.— сказал профессор Майнак Маджумдер, директор исследовательского центра ARC AM2D в Университете Монаш.

Прорыв связан с новой архитектурой материала под названием многослойный восстановленный оксид графена (M-rGO), созданный из природного графита. Используя процесс быстрой термообработки, команда сформировала сильно изогнутую структуру графена с контролируемыми каналами, которые позволяют ионам двигаться с необычайной скоростью и эффективностью. Доктор Петар Йованович, соавтор исследования, объяснил, что суперконденсаторы на основе этого материала в пакетах тестовых ячеек демонстрируют:

• Объемная плотность энергии до 99,5 Втч/л
• Плотность мощности до 69,2 кВт/л
• Возможность быстрой зарядки с превосходной циклической стабильностью.

«Эти показатели производительности являются одними из лучших, когда-либо зарегистрированных для углеродных суперконденсаторов. Самое главное, что процесс масштабируем и совместим с австралийским сырьем.отметил доктор Йованович.

Доктор Филип Эйтчисон, технический директор Ionic Industries, начинающей компании, основанной в Университете Монаша, объявил, что работа по коммерциализации технологии уже ведется. Компания производит графеновые материалы в коммерческих количествах и сотрудничает с партнерами для реализации этого прорыва в приложениях, где важны как высокая плотность энергии, так и быстрая доставка энергии.