Здравствуйте уважаемые гости и подписчики моего канала. Сегодня я хочу вам рассказать о необычном изобретении американских ученых, которым удалось создать полноценно работающий конденсатор, где в качестве подложки был применен красный кирпич. Итак, поехали.
Американским химикам удалось преобразовать самый обычный красный кирпич в подложку конденсатора, где за основу был взят полимер PEDOT.
Главной задачей ученых был поиск такой подложки, которая гарантировала бы большую площадь контакта поверхности и имела в своем составе железо (III) в достаточном количестве. Ведь оно нужно для обеспечения реакции окислительной полимеризации.
И как оказалось обычный кирпич оказался идеальным кандидатом, тем более он дешев и выдерживает значительные температурные перепады и механические воздействия.
Созданный прототип нового конденсатора выдержал 10 000 циклов разряд-заряд и при этом сохранил 90% первоначальной емкости.
Все результаты своих исследований ученые опубликовали на страницах журнала Nature Communications.
Почему именно красный кирпич
Как известно, красный обожженный кирпич человечество успешно производит уже много тысячелетий. И уже обожженный кирпич состоит из оксидов кремния и алюминия, а также гематита (именно он дает цвет кирпичу).
Как создавался конденсатор
Так вот американские ученые под руководством Х. Д. Арси (Вашингтонский университет) решили применить красный кирпич в качестве подложки для конденсатора, выполненного из пленок проводящего полимера полиэтилендиокситиофена (PEDOT).
В подобных конденсаторах энергия запасается за счет Фарадеевской реакции, проходящей в полимере.
Для того, чтобы нанести слой полимерной пленки PEDOT на кирпич, была разработана целая технология. В ходе обработки красный кирпич менял свой цвет на темно-синий за счет того, что на нем происходило осаживание полимера.
Ученым удалось добиться максимальной толщины слоя в 400 мкметров притом, что длина одного полимерного волокна равна 30 микрометрам, а его диаметр не превышает 190 нанометров.
После осаждения к кирпичам приделали металлические электроды (защищенные эпоксидной пленкой) и испытали в качестве конденсаторов в сочетании с двумя различными электролитами:
- При использовании гелевого электролита кирпичный конденсатор показал емкость в 1,38 фарад на один кубический сантиметр. И после 1000 циклов заряд-разряд его емкость сохранилась на уровне 90% от первоначальной.
- При использовании жидкого электролита емкостная характеристика на тот же объем составила уже 2,84 фарада и максимальное напряжение было на уровне 2,6 Вольта. Что позволило питать светодиод в течение минуты. Вот только в таком исполнении устройство не продемонстрировало высокую стабильность.
Следует особо подчеркнуть, что научные сотрудники еще не проводили точный подбор параметров для экспериментальных образцов, а только лишь изучали саму возможность работы.
Поэтому в дальнейшем технические параметры конденсатора из кирпича могут корректироваться в гораздо лучшую сторону.
Где будут применять такие конденсаторы
Безусловно, мы не встретим в будущем телефоны с кирпичными аккумуляторами, но вот использовать в стационарных установках для быстрого накопления энергии они вполне могут.
Так же ученые особо подчеркивают, что такие конденсаторы-кирпичи вполне могут использоваться в строительстве (так как механическая прочность кирпича после нанесения слоя полимера не страдает) жилых домов.
Это позволит создать отличную систему накопления энергии (например, от солнечных панелей). Ведь по предварительным расчетам такие стены вполне могут обладать емкостью в 11500 фарадей на один квадратный метр поверхности.
Конечно, разработка перспективна, но для того, чтобы говорить конкретней нужно дождаться полноценного коммерческого использования устройства. Если же вам понравился материал, тогда не забудьте про лайк, и комментарий. Спасибо за внимание!