Использование миниатюрных суперконденсаторов (конденсаторов большой емкости) в качестве замены аккумуляторных батарей может значительно повысить срок службы будущих мобильных телефонов, портативных компьютеров и другой электронной техники. Это, вероятно, станет возможным благодаря исследованиям, проведенным группой ученых из университета Дрексела (Drexel University) в Филадельфии, которые разработали новую технологию производства миниатюрных суперконденсаторов, используя методику микрообработки материалов, подобную которой используют для производства микрокристаллов полупроводниковых электронных приборов.
Аккумуляторные батареи накапливают энергию, используя химические реакции между реактивами, входящими в состав их электролита. Благодаря этому они обычно имеют большую энергетическую емкость, чем конденсаторы. Но конденсаторы накапливают энергию просто в виде электрического заряда, не подвергая изменениям свою внутреннюю структуру. Именно поэтому они могут без потери емкости вынести миллионы циклов зарядки и разряда, в то время как аккумуляторные батареи выдерживают от тысячи до нескольких тысяч таких циклов.
Технология производства миниатюрных суперконденсаторов, совместно разработанная Юрием Гоготци (Yury Gogotsi) из университета Дрексела и Джоном Чмиола (John Chmiola), химиком из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, заключается в травлении электродов из углеродистой пленки, нанесенной на подложку из карбида титана. Полученная таким образом поверхность электродов (обкладок) конденсаторов имеет большую площадь, благодаря чему новые суперконденсаторы имеют емкость в два раза выше, чем изготовленные по другой технологии конденсаторы большой емкости. В два раза большая емкость конденсатора подразумевает то, что конденсатор сможет накопить в два раза больше энергии.
Встраивая такие микроконденсаторы большой емкости прямо в схемы электронных устройств можно значительно уменьшить габариты и вес этих устройств. Помимо этого, благодаря уникальным электрическим свойствам суперконденсаторов, эти электронные устройства будут функционировать дольше не вызывая потребности замены старой аккумуляторной батареи на новую. Такие конденсаторы большой емкости, работающие параллельно с обычными аккумуляторными батареями, смогут найти применение в системах хранения энергии, полученной от возобновляемых источников энергии, значительно повышая ресурс аккумуляторных батарей.
В дальнейших планах ученых, которые продолжают работу по совершенствованию разработанной технологии, на первом плане стоит достижение емкости суперконденсаторов, сопоставимой с емкостью аккумуляторных батарей сходных габаритных размеров. Они надеются, что как только это им удастся, принимая во внимание практически неисчерпаемый ресурс конденсаторов, рынок электронных устройств, электрических автомобилей и беспилотных летательных аппаратов ожидает "аккумуляторная" революция.
Источник: dailytechinfo
|
