Литий больше не нужен: новый источник энергии с графеном заряжается за секунды

Суперконденсаторы долгое время считались перспективной технологией, но их применение ограничивалось низкой плотностью энергии по сравнению с химическими батареями. Новое открытие устраняет этот недостаток, открывая путь к созданию сверхбыстрых зарядных устройств для электромобилей и гаджетов, пишет Science Daily.

Главная проблема углеродных материалов для суперконденсаторов заключалась в том, что лишь малая часть их поверхности реально участвовала в накоплении заряда. Исследователи решили эту задачу, изменив архитектуру материала.

С помощью процесса быстрого термического отжига они создали "многомасштабный восстановленный оксид графена" (M-rGO). Эта структура состоит из сильно изогнутых листов графена, которые образуют множество каналов и пор. Такая "рыхлая" архитектура обеспечивает ионам свободный доступ к огромной площади поверхности, позволяя им двигаться с исключительной скоростью. В результате материал сочетает в себе высокую плотность энергии и высокую плотность мощности — комбинация, которую раньше было крайне сложно получить в одном устройстве.

В ходе испытаний новые суперконденсаторы показали впечатляющие результаты:

• Плотность энергии: до 99,5 Вт·ч/л, что сопоставимо с некоторыми типами аккумуляторов.
• Плотность мощности: до 69,2 кВт/л, что позволяет мгновенно отдавать огромные токи.
• Долговечность: отличная стабильность при многократных циклах быстрой зарядки-разрядки.

Эти показатели стали одними из самых высоких, когда-либо зарегистрированных для углеродных суперконденсаторов.

Коммерческое будущее

Важно, что новая технология уже способна выйти из лабораторий. Материал производится из природного графита, запасы которого в Австралии огромны, а сам процесс изготовления масштабируем и пригоден для промышленного производства.

Компания Ionic Industries уже начала выпуск коммерческих партий нового графенового материала и работает с партнерами над внедрением технологии в реальные продукты. Это означает, что появление электромобилей, которые заряжаются за считанные минуты, или смартфонов долговечными и мгновенно заряжаемыми батареями может быть не за горами.