сследователи Калифорнийского университета в Санта-Крузе и Ливерморской национальной лаборатории разработали новую технологию производства конденсаторов с помощью напечатанных на 3D-принтере каркасов из аэрогеля на основе графена. В лабораторных испытаниях инновационные электроды достигли максимальных показателей сохранения заряда на единицу площади поверхности.
Графен — материал для производства суперконденсаторов, которые заряжаются за несколько минут или даже секунд и не теряют энергосберегающих свойств в течение тысяч циклов. На данный момент конденсаторы сохраняют меньше энергии, чем аккумуляторы, и быстрее разряжаются, однако, возможно, в будущем они смогут конкурировать с батареями в целом ряде отраслей.
Ученые продемонстрировали суперконденсаторы, напечатанные на 3D-принтере из аэрогеля — на пористый каркас выложили оксид марганца, который часто используется в качестве «псевдоконденсатора». Напечатанный на 3D-принтере каркас позволил решить ряд проблем, свойственных псевдоконденсаторам и улучшить характеристики конструкций. Ученым удалось поместить более 100 мг оксида марганца на квадратный сантиметр поверхности — в современных коммерческих устройствах этот показатель составляет около 10 мг.
Исследователи сумели увеличить толщину электродов до 4 мм без потери производительности, расположение пор позволяет равномерно подавать материал и эффективно распределять ионы. Суперконденсаторы из графена и оксида марганца оказались также стабильными и долговечными — они сохранили свои свойства на протяжении 20000 циклов. Напечатанным на 3D-принтере электроды из аэрогеля можно придать любую форму, в зависимости от особенностей целевого устройства. 3D-печать позволяет работать с материалами на основе графена, которые отличаются легкостью, эластичностью и повышенной электропроводностью.
Понравился пост? Ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал, чтобы следить за технологиями будущего!