МОСКВА, 23 июля. /ТАСС/. Российские химики выяснили, что долговечность и емкость суперконденсаторов на базе ткани из активированных углеродных волокон можно значительным образом повысить путем добавления в них полимерного наполнителя на базе полианилина. Об этом во вторник сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Наша методика, основанная на окислительной полимеризации анилина непосредственно в порах углеродной ткани, не только способствует значительному улучшению электрохимических свойств композита, но и открывает перспективы для внедрения в производство и использования данной технологии в широком спектре энергетических систем", - заявила лаборант-исследователь НИТУ МИСИС Кристина Шафигуллина, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Ученые совершили это открытие при изучении свойств перспективной формы суперконденсаторов, которые содержат в себе электролит и электроды, изготовленные из различных форм активированного углерода. Такие накопители энергии в теории могут обладать очень высокой емкостью, однако пока они значительно уступают в этом отношении литий-ионным батареям.
В последние годы ученые пытаются повысить емкость суперконденсаторов путем добавления в их электроды особого класса веществ, которые обладают так называемыми псевдоемкостными свойствами. Так ученые называют соединения, способные запасать энергию и выделять ее в результате их склонности к участию в особо быстрых химических реакциях. Первые опыты с этими веществами показали, что они повышают емкость накопителей энергии, однако при этом почти всегда они становились крайне недолговечными.
Российские ученые предположили, что появления этих проблем можно избежать, если встроить псевдоемкостные вещества внутрь толщи электродов, а не наносить их на поверхность углеродных материалов. Руководствуясь этой идеей, химики разработали набор реакций, который позволяет выращивать частицы из органического полимера полианилина, одного из веществ с псевдоемкостными свойствами, внутри пор в углеродной ткани.
Добавление полианилина, как показали последующие опыты ученых, позволило им повысить емкость суперконденсаторов более чем в 2,5 раза, причем этот показатель почти не снизился даже через две тысячи циклов разряда-заряда. В перспективе это значительно расширит практическую применимость этого типа накопителей энергии и позволит их активнее использовать в быту и промышленности, подытожили исследователи.
О суперконденсаторах
Суперконденсаторы представляют собой электрические устройства, способные запасать в себе большие количества энергии и почти мгновенно выделять ее назад почти неограниченное число раз. Их использование в электромобилях и электроавтобусах позволяет экономить ресурс литий-ионных аккумуляторов, а также снижает вероятность перегрева и взрыва этих батарей.