Саратовские ученые «научили» полимер запасать в 40 раз больше энергии
Научный коллектив Саратовского государственного технического университета имени Гагарина вместе с коллегами из Южного федерального университета разработал улучшенный полимер, из которого можно делать конденсаторы повышенной емкости. Специалисты увеличили его способность накапливать энергию более чем в 40 раз благодаря максенам — двумерным наноматериалам с высокой способностью проводить электрический ток.
Специалисты синтезировали максены из материала-предшественника, содержащего ванадий, углерод и алюминий. Его поместили в горячий раствор соляной и плавиковой кислот. Образовавшийся порошок очистили от алюминия, разделили на тонкие «чешуйки» размером в тысячные доли миллиметра, смешали с органическим растворителем и полимерными гранулами. На последнем этапе из смеси спрессовали диски толщиной в миллиметр.
Мы выбрали полимер поливинилденфторид. Он обладает одним из наивысших показателей диэлектрической проницаемости в сравнении с другими полимерами: 10–12 против 2–5 единиц. Поливинилденфторид хорошо растворяется в органических растворителях, и в полученной жидкости частицы максенов хорошо распределяются, не слипаются и не теряют эффективность.
Николай Горшков
Доцент кафедры химии и химической технологии материалов Саратовского государственного технического университета имени Гагарина
Как показали исследования, благодаря присутствию максенов полимер приобрел кристаллическую структуру. За счет нее его способность накапливать энергию увеличилась в 41,7 раза. В будущем, отмечает Николай Горшков, полимер можно будет использовать для производства тонких пленочных конденсаторов, способных при небольших размерах запасать значительные количества энергии
Также исследования показали, что полимер эффективно выравнивает поля высокой напряженности — то есть его можно использовать для дополнительной изоляции высоковольтных кабелей, чтобы увеличить их надежность.
