Создано новое поколение дешевых суперконденсаторов для электромобилей
Физики представили новый материал для суперконденсаторов — он эффективный, легкий и устойчивый к высоким токам заряда. Устройства на его основе планируют вскоре использовать в коммерческих устройствах
Один из главных факторов, сдерживающих распространение электромобилей — скорость их зарядки. Даже при использовании станций Tesla Supercharger вам придется потратить около получаса, чтобы хоть как-то зарядить машину. Технология суперконденсаторных батарей может ускорить этот процесс и сделать время зарядки сопоставимым с обычной заправкой топливом. Но до сих пор суперконденсаторы остаются довольно дорогими, неустойчивыми при высоких напряжениях и не такими энергоемкими, как хотелось бы.
В предыдущих образцах суперконденсаторов нового поколения использовался графен, но авторы работы решили заменить его лигнином. Это позволило создать структуру, которая легче и меньше современных аналогов с такими же характеристиками. Такое сочетание свойств делает новые суперконденсаторы идеальными для использования в электротранспорте, который движется на коротких дистанциях — например, автобусов, такси и трамваев. Пока общественный транспорт стоит на остановке, он может зарядить батареи настолько, что хватит еще на несколько километров пути.
В своем исследовании ученые создавали нановолокно из лигнина, которое затем сжимали в плотную структуру. Это позволило им уменьшить количество пор микрометрового размера, которые не дают никакого вклада в накопление заряда. При этом ученые смогли сохранить пористость отдельных волокон, накапливающих электрический заряд. Эта работа стала возможной благодаря использованию передовых методов визуализации для анализа внутренних микроструктур в трех измерениях.
На сегодняшний день исследователи работают над тем, чтобы сделать эту технологию коммерчески жизнеспособной. Авторы также разрабатывают новый суперконденсатор с неагрессивным и более экономичным электролитом, который можно было бы применять в коммерческих устройствах.
Статья о разработке опубликована в журнале Advanced Science.