Плазма азота и аргона удвоила емкость углеродных электродов
Ученые из Сколтеха, Института нанотехнологий микроэлектроники РАН и других научных центров получили более глубокое представление о том, как обработка углеродных электродов плазмой влияет на ключевые характеристики суперконденсаторов. Так называются вспомогательные энергонакопители, используемые в тандеме с обычными аккумуляторами электромобилей, поездов, портовых кранов. По мере исследования эффекта от разного рода модификаций электродов появляются новые возможности для улучшения характеристик суперконденсаторов. Чем больше энергии смогут запасать эти устройства, тем шире будет круг их применений.
Результаты исследования, поддержанного РНФ, опубликованы в журнале Electrochimica Acta. «Наш коллектив изучает возможности улучшить характеристики устройств, которые называются суперконденсаторами, за счет внесения изменений в углеродный материал, из которого делают их электроды, — рассказывает руководитель исследования, старший преподаватель Центра технологий материалов Станислав Евлашин. — По большому счету, есть два способа повысить количество запасаемой в суперконденсаторе энергии. Можно увеличить эффективную площадь поверхности электродов за счет структурирования поверхности. Или внедрить атомы другого элемента в углеродный материал электродов. В этой работе мы продвинулись в понимании эффекта от включения посторонних атомов в кристаллическую решетку».
Суперконденсаторы часто используются в качестве энергонакопителей в паре с литий-ионными аккумуляторами. В отличие от последних они могут высвобождать или запасать электроэнергию почти мгновенно, поэтому суперконденсатор хорош на старте, при торможении, подъеме груза и подобных пиковых нагрузках. Кроме того, эта технология стабильно работает в более широком температурном диапазоне, чем электрохимические накопители, меньше подвержена износу и может существенно продлять срок службы тех же литий-ионных аккумуляторов. Вдобавок к тому суперконденсаторы не пожароопасны, и их сравнительно просто утилизировать без вреда окружающей среде.
Суперконденсаторы также применяются в больницах, центрах обработки данных и в телекоммуникациях для непрерывного питания критически важного и уязвимого к перебоям в энергообеспечении оборудования. Кроме того, технология помогает справляться с резкими всплесками потребления энергии в сети. Технология найдет применения в сфере интернета вещей (датчики и прочее), телекоммуникаций и носимой электроники, в том числе медицинских устройств.
В гибридных автомобилях и электрокарах суперконденсаторы могут подключаться на старте, при торможении и в работе гидроусилителя руля. Работая в тандеме с бензиновым двигателем, суперконденсатор повысит скорость зарядки аккумулятора. Электротранспорт вообще и электропоезда в частности могут «возвращать» в суперконденсатор энергию, высвобождаемую при торможении, что повышает общую эффективность.
Чем выше емкость суперконденсатора, там больше энергии он может запасти. Ученые из Сколтеха исследуют, как меняется емкость при включении посторонних атомов в углеродный материал электродов суперконденсатора.
В опубликованном в журнале Electrochimica Acta исследовании описано, как воздействие плазмы шести разных составов влияет на емкость углеродных наностенок — материала, из которого изготавливают электроды суперконденсаторов. Из шести исследованных составов только обработка смесью азота и аргона имела желаемый эффект: поверхностная емкость удвоилась. Хотя это не самая результативная модификация подобных углеродных электродов, исследование проливает свет на электрохимию процесса.
«Мы обнаружили, что сначала происходит удаление аморфного углерода, который остается после роста структур, с поверхности углеродных наностенок, после чего происходит создание новых дефектов и встраивание гетероатомов в структуру углеродного материала. Аморфный углерод, также, как и гетероатомы азота, вносит свой вклад в формирование псевдоемкости», — добавил Евлашин.
Telegram 
Дзен 
VK Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно