Суперконденсатору на пористом кремние резко продлили перезаряжаемость

По словам исследователей, превратить кремний — материал с «чрезвычайно скудными» проводящими свойствами — в подходящий электрод удалось благодаря нанометровому слою нитрида титана. Такое покрытие повысило химическую инертность и стабильность работы созданного суперконденсатора, а также увеличило его мощность. Структура пористого кремния также обеспечила большую площадь матрицы устройства.

Ключевыми элементами ионистора выступили микроконденсаторы из оксида графена и восстановленного оксида графена с увеличенными мощностью — 214 Вт на сантиметр кубический — и количеством потребляемой энергии — 1,3 милливатт-час на сантиметр кубический. Прежде показатели составляли 200 Вт и 2 милливатт-час соответственно. Таким образом, кремниевый суперконденсатор впервые достиг уровня конденсаторов на базе графена и активированного угля, а количество его перезарядок превысило 50 тысяч при целевом показателе в 100 тысяч.

«Такое устройство может быть использовано в разных сферах. От производства электрооборудования, которому требуется стабилизация мощности, до “энергетических комбайнов”», — отметил Мика Пруннила.

В ближайшее время ученые намерены повысить емкость кремниевого суперконденсатора для достижения им максимально возможных показателей. В частности, планируется полнее изучить электрохимические особенности покрытия из нитрида титана.

Ионистор, или суперконденсатор, представляет собой устройство, которое сочетает в себе функции конденсатора и химического источника тока. За счет быстрой зарядки ионисторы используются в качестве аккумуляторов для электромобилей и другого экологически чистого транспорта, применяются для питания фонарей, фотовспышек, медицинских инструментов. Потенциально суперконденсаторы рассматриваются как альтернатива традиционным батареям, которые по-прежнему отличаются низкой стоимостью и меньшими разрядными токами.