Новости

Квантовый эффект: ученые из России превратили слабость миниатюрных накопителей энергии в их силу

29 мая 2026

В России разработали новый тип миниатюрных конденсаторов на основе диоксида циркония. Технология ученых из Объединенного института ядерных исследований и Уральского федерального университета пригодится для создания сверхэкономичной электроники, датчиков и медицинских устройств.

Фото: Shutterstock

Одна из главных проблем миниатюрных конденсаторов — утечка заряда. Внутри таких устройств электричество накапливается между проводящими слоями, разделенными тонким изолятором. Чем меньше конденсатор, тем тоньше становится этот барьер. Электроны начинают «просачиваться» через него — так действует квантовый эффект, известный как туннелирование. Из-за этого накопитель постепенно разряжается. В новой разработке ученые использовали близкий квантовый механизм уже для накопления заряда.

Обычно в суперконденсаторах для хранения энергии применяют материалы, хорошо проводящие ток, например углерод. В новой конструкции роль такого материала выполняет нанопорошок из диоксида циркония — вещества, которое в обычных условиях почти не проводит электричество. Когда поверхность его наночастиц взаимодействует с электролитом, рядом возникают области накопления заряда. Благодаря огромной площади поверхности такой материал позволяет создавать миниатюрные конденсаторы с высокой емкостью.

«Сегодня твердотельные ионные конденсаторы пользуются высоким спросом во всем мире. Они крайне востребованы в микро- и наноэлектронике с минимальным энергопотреблением энергии. В частности, они перспективны для использования в компьютерах с субвольтовыми процессорами, смартфонах, датчиках газов, бытовой и медицинской технике, аэрокосмической отрасли, автомобилестроении и других отраслях», — пояснил Анатолий Зацепин, руководитель лаборатории «Гибридные технологии и метаматериалы» УрФУ.

Сейчас ученые из Дубны и Екатеринбурга и их иностранные коллеги тестируют технологию в экстремальных условиях — при сильном излучении и высокой температуре.

0
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также
Инопланетяне закрывают проект взрыволета «Орион», чтобы он не обнаружил их в космосе

Что такое «взрыволет» и зачем ему «съедать» по одной ядерной бомбе в секунду?

3 мин. чтения
Фестиваль «Казантип» в Крыму 2000-х годов. Фото Wikimedia.org/ Вячеслав Аргенберг

«Казантип»: рейв-фестиваль, зародившийся в атомном реакторе

3 мин. чтения
Фото iStock

Ученые превратили алюминий в материал для 3D-печати деталей ядерных реакторов

2 мин. чтения

АЭС на Луне: что задумали российские инженеры

5 мин. чтения
Средневековый алхимик в своей лаборатории с помощью заклинаний увидел токамак, структуру атома и строение белка

Золото из коллайдера и энергия вещества: какие достижения науки воплотили мечты алхимиков

4 мин. чтения

Сергей Цивилев: за 16 лет в России построят больше атомных станций, чем за последние 75 лет

1 мин. чтения

Цифровая модель вместо громоздких расчетов: в Петербурге разработали новый подход к проектированию АЭС

2 мин. чтения

Флагманы российского энергетического флота: фотогалерея

2 мин. чтения

В Индии разработали самый мощный в мире водородный двигатель для грузового локомотива

2 мин. чтения

Мощность атомной генерации электроэнергии в России вырастет в два раза к 2042 году

2 мин. чтения