FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Физики создали растягивающийся в восемь раз суперконденсатор


Changyong Cao / Michigan State University

 

Американские физики разработали эластичный суперконденсатор, способный растягиваться в восемь раз, при этом оставаясь полностью работоспособным. Он устойчив к повторяющимся растяжениям и сжатиям и теряет всего несколько процентов емкости после 10 тысяч циклов перезарядки. В будущем, такой суперконденсатор может стать источником питания для гибких электронных устройств, пишут ученые в журнале Matter.

По своим характеристикам суперконденсаторы занимают промежуточное положение между стандартными конденсаторами и электрическими аккумуляторами. Они способны заряжаться и разряжаться гораздо быстрее аккумуляторов и обладают более высокой емкостью, чем обычные конденсаторы. Поэтому их активно используют для питания устройств, которые потребляют большое количество энергии за короткое время. К таким устройствам можно отнести, например, вспышки фотоаппаратов. Инженеры не забывают и о способности суперконденсаторов к очень быстрой зарядке. К примеру, беспроводная отвертка с суперконденсатором вместо аккумулятора заряжается всего за 90 секунд, хотя аккумуляторная версия проработает на одном заряде в два раза дольше.

Эластичные суперконденсаторы — главные претенденты на роль источников питания гибких электронных устройств. Ученые научились производить их из пленок, состоящих из углеродных нанотрубок (УНТ). Используя пленки из прямых УНТ лесов, исследователи создалисуперконденсатор емкостью 100 Ф г-1 при растяжении до 30 процентов от первоначальной длины. Оказалось, что гораздо эффективнее ведут себя суперконденсаторы на «скомканных» УНТ (crumpling CNT), емкость которых вдвое выше предыдущих вариантов, а растягивать такой суперконденсатор можно на целых 800 процентов. Однако, оба варианта имеют свои недостатки. Суперконденсаторы с прямыми УНТ лесами довольно быстро трескаются при попытке растянуть их, а «скомканные» УНТ леса демонстрируют высокое сопротивление в удлиненном состоянии.

 

Лес прямых (слева) и «скомканных» (справа) УНТ.

Yihao Zhou et al./ Matter, 2020

 

Группа ученых под руководством Ихао Чжоу (Yihao Zhou) из Университета Дьюка модифицировала технологию «скомканных» УНТ, добавив слой золота к пленкам из УНТ. Таким образом, ученые решили проблему высокого сопротивления при большом растяжении суперконденсатора. Вырастив лес из УНТ на кремниевой пластине, физики покрыли его тонким слоем золота, который снижает сопротивление устройства и позволяет ему заряжаться и разряжаться еще быстрее.

 

Технологический процесс выглядит следующим образом. Заготовку кладут на предварительно натянутую эластомерную подложку, заполняют гелем и дают подложке сжаться до исходного состояния. Так физики запутывают нанотрубки и сминают золотой слой, который, помимо своей основной функции, помогает избежать растрескивания нанотрубок во время сжатия подложки. Полученные таким образом электроды заполняют гелевым электролитом и кладут друг на друга. Теперь приложив разницу потенциалов к двум электродам, суперконденсатор можно зарядить. Одного заряда такого суперконденсатора хватит, чтобы питать наручные часы на протяжении полутора часов.

 

Процесс производства электрода суперконденсатора.

Yihao Zhou et al./ Matter, 2020

Ученым еще предстоит пройти долгий путь к созданию полностью эластичной электронной системы, считают авторы исследования. Их суперконденсатор пока не может обеспечить долгую работу портативного устройства. Но, вполне вероятно, что следующие его модификации уже станут частью системы эластичного устройства, наряду с растягиваемыми проводами, датчиками и детекторами.

Ранее ученые научились следить за отдельными ионами в суперконденсаторах, сделали для них элетроды из древесины и даже получили премию RUSNANOPRIZE.

Олег Макаров
 

Источник: N+1

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Графен в медицине

Ксения Рыкова для ПостНауки

Астрономы поймали длинный гамма-всплеск от взрыва далекой сверхновой

Астрономы смогли достоверно обнаружить новую пару сверхновая—гамма-всплеск в далекой галактике. Подобные открытия позволяют понять связь между этими катаклизмами и более детально разобраться в механизмах генерации гамма-всплесков.

Взрыв сверхновой разложили на этапы

Сверхновые звёзды — основной источник элементов жизни во Вселенной. Существование человечества и всего живого стало возможно благодаря тем химическим элементам, которые были получены в результате взрыва сверхновых звёзд.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Банки, часы... и мосты

Швейцария известна своими надежными банками и наверное не менее надежными часами. Но строят там тоже неплохо. Вспомнить хотя бы знаменитый Чертов мост... Ведь три столетия простоял прежде чем рухнул.

Опубликованы результаты классификации китайского коронавируса

Материалы, которые навсегда изменили историю человечества

Место находки: Сентгабель, Верхняя Гаронна, Франция. // commons.wikimedia.org
 

Распределение материи и гамма-лучей указало на аннигиляцию темной материи

S. Ammazzalorso et al. / Physical Review Letters, 2020

Схема будущего