Материаловеды из Университета Вандербильта, США, создали суперконденсатор, позволяющий в течение нескольких секунд перезаряжать чипы для мобильников со встроенными аккумуляторами. Парадокс нового устройства в том, что он основан на кремнии.
Как правило, в сегодняшних суперконденсаторах энергия запасается не за счет химических реакций, как, скажем, в обычных аккумуляторах, а за счет накапливания ионов на поверхности пористого материала. Это позволяет заряжаться и разряжаться за считанные минуты. Но поскольку такие суперконденсаторы слишком большие, специалисты разрабатывают идею их создания на графеновой основе, правда, пока технологии получения нужных материалов слишком трудоемки и неэффективны.
А между тем ученые из Университета Вандербильта решили заменить пористый материал кремнием. Его поверхность можно сделать пористой при помощи простого электрохимического травления. А для того, чтобы умерить химическую активность кремния, ученые покрыли его уже пористую поверхность нанослоем углерода, желательно графеном. В результате, после отжига в печи кремний покрылся тонкой пленочкой углерода толщиной несколько нанометров.
Хотя, полученный графен лишь стабилизирует кремниевую поверхность, не мешая ей набирать ионы, выяснилось, что такие суперконденсаторы (на основе кремния с графеновым покрытием) по сравнению с коммерческими аналогами в два раза увеличивают плотность запасаемой энергии.
Руководитель этой разработки адьюнкт-профессор Кери Пинт считает, что кремниевый суперконд непременно найдет множество применений в современных технологиях.
– Современный человек зависит от множества вещей, требующих электрического питания. И чем больше мы сможем интегрировать энергоаккумуляторы в существующие материалы и устройства, тем более компактными и эффективными они станут, – говорит Пинт.
Таким образом, кремниевый суперконденсатор можно разместить, к примеру, на неиспользуемых кремниевых поверхностях чипов, являющихся основой мобильных гаджетов. Также его можно установить на оборотной стороне солнечных батарей, что позволит запасать энергию при солнечном свете и отдавать ее после заката – это обеспечит круглосуточное электропитание.
