Получен гибкий углеродный суперконденсатор из органического сырья

Инженеры успешно трансформировали хлопковую ткань в гибкий высокопроводящий компонент зарядного устройства. Руководитель этой работы Сяодун Ли, профессор машиностроения Университета Южной Каролины (США), считает, что когда-нибудь смартфоны будут подобны листу бумаги: да-да, их можно будет сворачивать в трубочку. Таким устройствам, очевидно, понадобятся соответствующие гибкие источники энергии, интегрируемые с гибкими же (а может, и растягивающимися) материнскими платами.

Своё исследование г-н Ли и его научная группа начали с посещения торгового центра Walmart, где за пять долларов купили основу для дальнейшей работы — хлопковую футболку. Чтобы превратить материал обычной футболки в проводящий, учёные вымачивали покупку в растворе фторида натрия в течение часа, а затем три часа сушили её в сушильном шкафу. Результат закрепили в более горячей камере, где футболка пробыла около часа, после чего окончательно превратившись в оригинальный «активированный уголь», с той лишь важной разницей, что обуглившийся материал все ещё можно было складывать (идея гибкого материала не забыта).

После этого инженеры покрыли свой продукт наноразмерным слоем проводящего диоксида марганца, получив устройство со временем отклика меньше, чем у работающей аккумуляторной батареи.

После 1 000 циклов новый суперконденсатор демонстрировал 97,3% начальной ёмкости.

maxwell_mc_and_bc_ultracapacitor_cells_and_modules.jpg Рис. 1. Для сравнения: суперкондесаторы фирмы Maxwell Technologies (фото Maxwell Technologies).

Зачем надо было городить огород с хлопком, если в основе процесса лежит беспощадная деградация природного продукта до угля? В чём новаторство работы, если угольные суперконденсаторы и даже ультраконденсаторы давно не новость?

Хлопок — возобновляемое, независимое от нефти (которая обычно и есть источник активированного угля) органическое сырьё. Конечно, совершенно необязательно тратить время, деньги и энергию на изготовление футболок, чтобы затем превращать их в угольную основу для конденсатора.

По прикидкам авторов, если забирать хлопок прямо с текстильных фабрик, цена продукта может снизиться в десять раз.

И давайте не забывать об идее фикс разработчиков — о гибкости конечного продукта, которой удалось достичь, используя в качестве сырья хлопок.

А новаторство состоит в самом способе перевода органического волокна в активированный уголь. Процесс получился простым, почти не требующим дополнительных химикатов. Правда, весьма энергозатратным — из-за четырёхчасового нагревания, причём последний час в высокотемпературной камере.

Этого обстоятельства авторы, упирающие на «зелёность» и независимость от нефти, по обыкновению не замечают. Кроме того, хлопковая одежда не самая дешевая уже сегодня, а если мы хлопок еще и на батарейки пустим, то ходить всем придётся в неожиданно подорожавшей синтетике.

Отчёт о проделанной работе исследователи представили в журнале Advanced Materials.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4 (8 votes)
Источник(и):

1. Discovery News

2. compulenta.ru