От Арктики до тропиков: в России создан микронакопитель энергии для работы при экстремальных температурах
В России разработали микронакопитель энергии для работы при экстремальной жаре и сильном морозе. Технология, созданная учеными Томского политехнического университета при участии коллег из Университета электронных наук и технологий Китая, ляжет в основу новых гибких устройств для хранения энергии.
Микроконденсатор может выдерживать температуры от минус 30 до плюс 80 градусов, сохраняя емкость заряда более 75,5%. Он состоит из трех частей: токопроводящего геля и двух тонких материалов — дисульфида молибдена и оксида графена. В него также добавлены природный сахар — трегалоза — и соль лития. Эти вещества позволяют накопителю работать даже при сильных жаре и морозе.
Разработка обладает объемной плотностью энергии до 15 мегаватт-часов на кубический сантиметр. Это высокий показатель для микроустройства, достаточный для питания носимой электроники в течение нескольких дней без подзарядки. Испытания показали, что накопитель сохраняет емкость даже после восьми тысяч циклов зарядки и разрядки. При этом необходимая аппаратура собирается из относительно недорогих компонентов, что делает технологию перспективной для массового производства.
Микроконденсаторы считаются самыми перспективными миниатюрными устройствами для хранения энергии. Они обладают высокой мощностью, долговечностью и способностью быстро заряжаться. Однако современные гибкие батареи выходят из строя в экстремальных условиях. На сильной жаре токопроводящая жидкость в них высыхает, а на холоде — превращается в лед.
Технологию можно использовать в носимой электронике, медицинских датчиках и компактных источниках бесперебойного питания. В перспективе ученые намерены усовершенствовать конструкцию электродов и формулу гидрогеля — это позволит увеличить энергоемкость и продлить срок службы микроконденсатора.
