Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.
Ученые Института катализа СО РАН создают материалы для суперконденсаторов из скорлупы кедрового ореха
Сотрудники Института катализа СО РАН начали создавать углеродные материалы для суперконденсаторов на основе скорлупы кедрового ореха. Свойства этих материалов позволят получить элементы с высокой плотностью запасаемой энергии.
Суперконденсатор, или ионистор — устройство, которому нужно всего 10–20 секунд для полной зарядки, а заряжать и разряжать его можно сотни тысяч раз. Высокая скорость зарядки, чрезвычайно длинный жизненный цикл и высокая мощность — преимущества ионисторов перед литий-ионными аккумуляторами, которые долго заряжаются и со временем теряют свою емкость. Суперконденсаторы используют в источниках бесперебойного питания, альтернативной энергетике, электротранспорте и космической отрасли.
Способность ионисторов накапливать энергию во многом зависит от текстурных характеристик материалов, которые используют в электродах. Чем выше удельная площадь поверхности материала, тем больше заряда ионистор может запасать
Для производства электродов чаще всего применяют активированные углеродные материалы, которые обладают высокоразвитой пористой структурой. Сотрудники отдела нетрадиционных каталитических процессов Института катализа СО РАН опубликовали в высокорейтинговом журнале Journal of Energy Storage обзор таких перспективных материалов и способов их получения.
В ИК СО РАН в качестве углеродных материалов используют активированные угли. Для их производства ученые выбрали скорлупу кедрового ореха — единственного ореха, который заготавливают в России в промышленных масштабах.
«Скорлупа орехов обладает повышенной плотностью, которая в определенной мере передается конечному продукту. Чтобы достигнуть высоких энергоемкостных показателей на единицу объема суперконденсатора, материал электрода должен быть плотным и с высокой удельной площадью поверхности. Чем плотнее материал, тем меньший объем он занимает, а большая поверхность обеспечивает высокую емкость», — рассказывает старший научный сотрудник Инжинирингового центра ИК СО РАН Петр Елецкий.
Для получения активированного угля скорлупу сначала измельчают и карбонизируют в кипящем слое катализатора. Затем полученный на первом этапе биоуголь смешивают с раствором щелочи, обрабатывают при температуре 600–1000°С, отмывают и сушат. Максимальная удельная площадь поверхности углей из скорлупы ореха, которую удалось достичь ученым Института катализа — 2200 тысяч квадратных метров на грамм.
Материалы для суперконденсаторов делают в институте, а тестируют в научно-образовательном центре «Институт химических технологий ИК СО РАН-НГУ» на базе Новосибирского государственного университета, в недавно созданной молодежной лаборатории композитных материалов для электроники.
«Из полученного углеродного материала мы формируем тонкие таблетки, которые запрессовываем в металлические корпуса плоских батареек. Это позволяет тестировать материалы в условиях, максимально приближенных к реальным. Проведенные испытания говорят о том, что активированные угли из скорлупы ореха перспективны для практического применения», – рассказывает заведующая лабораторией Марина Лебедева.
В планах ученых — улучшить процесс синтеза активированного угля, чтобы его свойства стали оптимальными для использования в суперконденсаторе с максимально возможной энергоемкостью. Следующим шагом должно стать создание прототипа мощного ионистора.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Telegram 
Дзен 
VK
Предстоящие мероприятия
Топологические изоляторы проводят ток только по поверхности и поэтому рассматриваются как перспективные материалы для будущей электроники и квантовых технологий. Особый интерес представляет их контакт со сверхпроводниками. Физики из НИУ ВШЭ показали, что недавний эксперимент, в котором в такой гибридной структуре якобы наблюдалось объединение электронных пар на рекордном расстоянии 1,5 мкм, допускает более прозаичное объяснение. По их мнению, тот же сигнал может быть обусловлен обычным прохождением электронов через сверхпроводник. Дискуссия исследователей развернулась на страницах Nature Physics.
Возле мест гибели слонов меняются химический состав почвы, разнообразие растений и микроорганизмов, а травоядные чаще приходят в эти зоны кормиться — даже спустя семь лет после смерти гигантов. К такому выводу пришла международная команда ученых, работавшая в южноафриканском национальном парке Крюгера. Однако специалисты обнаружили своего рода парадокс: хотя остатки наземных гигантов обогащают почву питательными веществами, разнообразие бактерий, грибов, растений вблизи мест их гибели может сокращаться.
Исследователи впервые запечатлели детальную работу отделенного от тела пчелиного жала и расшифровали его уникальный биомеханический принцип. Выяснилось, что этот микроскопический орган функционирует как полностью автономный двойной поршневой насос с эластичными складными клапанами, который обеспечивает непрерывную и непрекращающуюся подачу яда под кожу жертвы даже после гибели самого насекомого.
Некогда ученые открыли темную материю, заметив, что звезды во внешней части Млечного Пути вращаются быстрее, чем должны, — из-за тяготения темной материи, окружающей видимую часть диска нашей Галактики. Новые данные показывают нечто странное: прежние наблюдения были ошибкой, а если верить новым, Млечный Путь — исключение, где темной материи якобы почти нет.
Топологические изоляторы проводят ток только по поверхности и поэтому рассматриваются как перспективные материалы для будущей электроники и квантовых технологий. Особый интерес представляет их контакт со сверхпроводниками. Физики из НИУ ВШЭ показали, что недавний эксперимент, в котором в такой гибридной структуре якобы наблюдалось объединение электронных пар на рекордном расстоянии 1,5 мкм, допускает более прозаичное объяснение. По их мнению, тот же сигнал может быть обусловлен обычным прохождением электронов через сверхпроводник. Дискуссия исследователей развернулась на страницах Nature Physics.
Прием оливкового масла перед углеводной пищей помог предотвратить резкие скачки сахара в крови, замедлил процесс пищеварения и запустил слаженную цепочку сигналов между нервной системой и гормонами. Ученые выяснили, что полезные жиры, принятые непосредственно перед углеводами, включают слаженную систему защиты от гипергликемии, которая продолжает эффективно работать даже при тяжелом диабете второго типа.
Новый анализ наблюдений за северной полярной областью Марса заставил ученых пересмотреть представления о составе водяного льда. Выяснилось, что прежние модели заметно искажали одну из его главных характеристик. С учетом этого, местный лед потенциально может быть куда полезнее для персонала будущих марсианских баз.
В большинстве случаев планеты и иные тела, вращающиеся вокруг «нормальных» звезд главной последовательности, формируются достаточно далеко от своих светил, чтобы падать на них. Несмотря на это, теперь астрономы увидели, как красный карлик перетягивает на себя вещество от вращающегося вокруг него объекта. Тот уже делает один оборот вокруг своей звезды меньше, чем за полтора часа, и это время может уменьшаться.
Дата-центры для нейросетей в последние пару лет стали важнейшим фактором роста западной экономики, а заодно и мировой энергетики. В этом направлении нейросети создали немало новых рабочих мест, хотя и меньше, чем в программировании. Однако у невиданного бума есть и оборотная сторона: нобелевский лауреат Пол Кругман выяснил, что они буквально выдавливают остальные сектора экономики, забирая у них все больше инвестиций.
[miniorange_social_login]
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Комментарий на проверке
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Аккаунт заблокирован!
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Что-то пошло не так!
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноЛучшие материалы
Войти
Вконтакте
По e-mail
Google
Яндекс ID
Ваша заявка получена
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно