Газета 'Промышленные ведомости'
Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
«ПВ» , 0  -  cодержание номера 

Микроконденсаторы на основе графена позволят зарядить iPhone за секунды

Американские ученые создали конденсаторы нового типа, которые позволят зарядить мобильный телефон или даже электромобиль за считанные секунды. Технология микромасштабных суперконденсаторов (ионисторов) на основе графена позволяет заряжать и разряжать устройства в сотни и даже тысячи раз быстрее, чем стандартные аккумуляторные батареи, сообщает британская газета The Daily Mail.
 
"Интеграция элементов хранения электроэнергии в электронные схемы является сложной задачей. Зачастую она ограничивает уровень миниатюризации всей системы", сказал Ричард Канер, профессор материаловедения и инженерии из Калифорнийского университета в Лос Анжелесе, где была разработана новая технология.
 
Графен - это углеродная пленка толщиной в один атом. Ее называют двумерной, потому что, в отличие от обычного трехмерного кристалла, положение каждого ее узла описывается не тремя, а двумя координатами. Графен обладает высокой прочностью, прозрачен в силу своей чрезвычайно малой толщины и является прекрасным проводником электрического тока. Все это делает его крайне привлекательными для использования в качестве электродов солнечных батарей или сенсорных дисплеев.
 
Использование этого материала в микроэлектронике считается одним из самых перспективных способов его использования. Графен был открыт выпускниками Московского физико-технического института Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году в Манчестерском университете.
 
Как известно, чем меньше расстояние между обкладками суперконденсатора, тем больше его емкость. Поэтому исследователи выбрали модель, позволяющую не только задействовать максимальную площадь рабочей поверхности, но и уменьшить путь, проходимый ионами в электролите до электродов. Они отказались от наложения нескольких слоев графеновых электродов, так как такая конструкция, несмотря на ее функциональность, плохо совмещалась с интегральными схемами. Именно поэтому суперконденсаторы состоят из чередующихся на одной плоскости разделенных диэлектриком электродов.
 
Ученые предлагают изготавливать суперконденсаторы с помощью стандартного пишущего DVD-привода, поддерживающего технологию LightScribe, которая изначально предназначалась для нанесения рисунка на обратную сторону оптических дисков, но исследователи смогли сделать ее намного полезнее. Они покрыли диск слоем оксида графита на пластиковой подложке, а затем выжгли лазером стандартного пишущего DVD привода очертания обкладок (электродов) ионистора. Под действием красного лазера с длиной волны 650 нанометров оксид графита превратился в графен, электропроводность которого на шесть порядков выше, чем у исходного материала.
 
Ученым удалось менее чем за полчаса получить более 100 графеновых суперконденсаторов на одном диске. В лабораторных образцах удалось достичь плотности мощности в 200 ватт на кубический сантиметр. Получаемые устройства хранения энергии выдерживают значительные деформации без какого-либо ущерба и демонстрируют отличную стабильность на протяжении множества циклов зарядки. До сих пор традиционные технологии изготовления микросуперконденсаторов предполагали использование трудоемких литографических техпроцессов. Это в свою очередь оборачивается невозможностью разработки конкурентоспособных с экономической точки зрения устройств.
 
Ученые отмечают, что их разработка может быть интегрирована в гибкие дисплеи и "электронную бумагу", а также в носимую электронику. Покрытие на основе графена может наноситься на обратную сторону солнечных панелей и служить для аккумуляции энергии. Сейчас ведется поиск инвесторов и промышленных партнеров с целью организации массового выпуска микро-суперконденсаторов.

Другие статьи номера «ПВ» , 0

Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
  © Промышленные ведомости  
Rambler's Top100