США: «Гравированный лазером графен» стал основой для суперконденсаторов

19.03.12 | Рубрика: Альтернативные источники тока. Просмотры: 2 358

Ученые из калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали оригинальный метод получения графеновых электродов для ионисторов и собственно сами суперконденсаторы, построенные по принципиально новой технологии. Свой инновационный материал авторы новой методики назвали «гравированный лазером графен» (Laser Scribed Graphene — LSG). Первые опытные образцы накопителей продемонстрировали удельную ёмкость на уровне химических батарей при сохранении удельной мощности как у типичных суперконденсаторов и также высокой живучести.

Учёные разных стран и до этого неоднократно и не без успеха пытались использовать графен в роли электродов, поскольку потенциально он может обеспечить лучшие характеристики устройства, по сравнению с традиционным активированным углём. Затруднения вызывала предварительная подготовка графена и создание электродов с нужной структурой поверхности.

Калифорнийские ученые подошли к решению этой проблемы с неожиданной стороны. Слой оксида графена они нанесли на обычный диск DVD. Далее этот диск поместили в стандартный оптический привод, поддерживающий технологию гравировки рисунков LightScribe. Далее компьютер дал приводу команду нанести на диск рисунок с микроскопическими деталями. Под действием инфракрасного лазера оксид графена восстанавливался и отслаивался тонкими пластами, формируя графеновую сетку, состоящую всего из нескольких углеродных слоёв. Такой ажурный материал авторы работы и назвали «гравированный лазером графен» (LSG). Позднее, к двум одинаковым электродам из LSG исследователи добавили сепаратор-электролит и получили суперконденсаторы с выдающимися данными.

В новых электродах пути ионов электролита намного короче, чем в активированном угле, а это является одной из предпосылок для высокой пиковой мощности устройства и быстрой зарядки. Кроме того, тесты показали, что LSG обладает весьма большой удельной поверхностью – 1520 м2/г, а ещё — существенно большей, чем у активированного угля, проводимостью (1738 сименс на метр против 10-100 См/м).

«Наше исследование показывает, что новый суперконденсатор на основе графена хранит столько заряда, сколько обычные батареи, но при этом его можно заряжать и разряжать в сотни и тысячи раз быстрее», — заявил один из создателей LSG профессор Ричард Канер (Richard B. Kaner).

Но ученые на этом не успокоились и подобрали для своих конденсаторов загущенный полимерный электролит-гель, который заодно выступил в роли клея, скрепляющего слои накопителя вместе и даже в качестве сепаратора. Всё это заметно упростило прибор. А значит, приблизило время его запуска в серийное производство.

Сами калифорнийские ученые считают свою опытную разработку предшественницей ультратонких и гибких систем хранения энергии для портативной электроники.

Источник: membrana.ru

Метки:: Laser Scribed Graphene, LSG, Richard B. Kaner, графеновый суперконденсатор, Ричард Канер, суперконденсатор, США