Об этом сообщает «Politexpert» со ссылкой на Psychology Today
Разработка учёных из Южной Кореи открывает новую страницу в области энергонакопительных технологий. Исследователи из Института науки и технологий Кореи (KIST) и Сеульского национального университета (SNU) представили суперконденсатор, который сочетает в себе высокую ёмкость и быструю зарядку. Это достижение стало возможным благодаря созданию уникальной волокнистой структуры из углеродных нанотрубок и проводящего полимера полипиррола, что позволило устранить ключевые ограничения предыдущих разработок.
Главная особенность нового суперконденсатора заключается в его способности сохранять стабильную производительность даже после сотен тысяч циклов зарядки и разрядки. Такая выносливость делает его перспективной альтернативой для использования в электромобилях, дронах, роботах и носимой электронике. Кроме того, волокна обладают гибкостью, что расширяет возможности их применения в сложных конструкциях и устройствах будущего.
Как работает новая структура суперконденсатора
Ключевым элементом конструкции является химически связанный композит из одностенных углеродных нанотрубок и полипиррола. Такая комбинация позволила создать однородную наноструктуру, в которой ионы и электроны перемещаются с минимальными потерями. Это обеспечивает высокую плотность энергии и мощности, что ранее считалось несовместимым в одном устройстве.
Внутренняя архитектура суперконденсатора напоминает наноячеистую структуру, в которой каждая единица полимера выступает в роли независимого элемента накопления заряда. Это позволяет устройству работать эффективно даже при высоких нагрузках и экстремальных напряжениях. Технология обеспечивает высокий потенциал в сравнении с традиционными литий-ионными батареями.
Масштабируемость и производственная простота
Одним из важных аспектов исследования стало доказательство возможности массового производства новых волокон. Используя упрощённую технологию, учёные добились формирования волокон с равномерным распределением компонентов, что позволяет изготавливать как единичные нити, так и их пучки до 300 штук без потери эффективности.
Комбинирование дорогих нанотрубок с дешёвым полимером позволило снизить себестоимость материала. Это делает технологию более привлекательной для промышленного внедрения в различные сферы, от транспорта до бытовой электроники. Упрощённый процесс изготовления способствует ускорению перехода к масштабному применению таких энергонакопителей.
Потенциальные сферы применения и преимущества
Разработка ориентирована на потребности высокотехнологичных отраслей, где требуется не только высокая ёмкость, но и мгновенная отдача энергии. Электромобили могут получить прирост дальности хода и снижение времени зарядки, а дроны — более долгую автономную работу. Роботы получат большую мобильность, а устройства носимой электроники — компактные и лёгкие источники энергии.
Благодаря своей гибкости, волокна подходят для применения в устройствах с изгибающейся структурой. Это особенно актуально для текстильной электроники и интегрированных сенсорных систем. Повышенная надёжность и устойчивость к износу обеспечивают длительный срок службы компонентов в агрессивных условиях эксплуатации.
Переход к углеродно-нейтральным технологиям
Новая технология стала шагом на пути к снижению зависимости от традиционных источников энергии. Разработка направлена на поддержку программ по переходу к устойчивым источникам питания и снижению выбросов углерода. При этом учёные добились не только технического успеха, но и сделали акцент на экологическую составляющую.
Инновационные суперконденсаторы могут стать важной частью в формировании инфраструктуры будущего, где устройства не требуют частой подзарядки и работают с высокой надёжностью. Возможность интеграции в разнообразные системы делает их универсальным элементом энергетических решений в самых разных отраслях.
Напомним, ранее мы писали о том, как создать востребованный продукт за 48 часов.
