Специалисты Томского политеха создали новый композитный материал для суперконденсаторов. С ним можно будет создать устройства удельной емкостью в 8–10 раз больше существующих аналогов.
Обычно для электродов суперконденсаторов используют материалы на основе углерода. Их основные ограничения — низкие показатели удельной энергии и емкости. Чтобы улучшить эти характеристики, ученые создали углеродный композитный материал со сложной структурой. Она представляет собой каркас с крошечными порами и каналами, внутри которых расположены атомы металлов кобальта и марганца. Их внедрили в материал в форме особых соединений — гексацианоферратов.
Для создания гибких электродов ученые впервые применили комбинацию методов лазерного осаждения и ионного наслаивания солей металлов из водных растворов. На первом этапе получили пористую подложку из полимеров. При помощи лазерного вплавления металлических частиц на ней сформировали электропроводящий углеродный слой. После этого подложку обработали растворами солей металлов, чтобы внедрить в материал частицы кобальта и марганца.
Как показали исследования, за счет новых электродов удельная емкость суперконденсаторов достигла 224,5 микрофарада на квадратный сантиметр — это в 8–10 раз больше, чем у существующих коммерческих аналогов. При этом суперконденсатор показал высокую производительность и стабильность в течение тысячи циклов зарядки — разрядки.
