Что, если бы вы могли питать "умные" термостаты, динамики и свет в своём доме от кухонной столешницы? Камни, такие как мрамор и гранит, являются натуральными, экологически чистыми материалами. И их сегодня используют многие люди, только строящие или ремонтирующие свои дома.
Теперь, сделав шаг к интеграции хранения энергии с этими материалами, исследователи изготовили микросуперконденсаторы на поверхности каменной плитки. Устройства, которые инженеры описывают в журнале ACS Nano, долговечны и легко масштабируются.
Было бы удобно, если бы поверхности в комнатах могли заряжать устройства умного дома или другую мелкую электронику без подключения к электросети. И хотя камень является широко используемым строительным материалом, из которого делают полы, столешницы и декоративные фартуки, он был непригоден для создания на его основе устройств накопления энергии, таких как батареи и конденсаторы.
Камни, даже те, которые отполированы и кажутся гладкими, имеют микроскопические выпуклости и выемки, что затрудняет приклеивание к ним электрических компонентов.
Исследователи недавно выяснили, как размещать микросуперконденсаторы, которые имеют высокую скорость зарядки и перезарядки и отлично сохраняют энергию, на неровных поверхностях. Это можно сделать с помощью лазеров. На этот раз учёные адаптировали этот подход для создания микросуперконденсаторов на мраморе.
Для этого исследователи нанесли раствор наночастиц оксида меди на мраморную плитку на две стороны. Затем они направили лазер ближнего инфракрасного диапазона на наночастицы, создав с его помощью электроды из чистой меди, которые были пористыми, обладали высокой проводимостью и прочно прикреплялись к поверхности камня.
Чтобы получить микросуперконденсатор, исследователи нанесли оксид железа на один из электродов, чтобы сформировать катод, и оксид марганца на другой, чтобы сформировать анод. Слой электролита, соединяющий электроды, был изготовлен из раствора перхлората лития и полимера.
В тестах устройство сохраняло высокую емкость накопления энергии даже после 4000 циклов зарядки-разрядки. Когда несколько микроэнергетических устройств были объединены в массив три на три, они смогли накопить достаточно энергии, чтобы зажечь светодиод.
Кроме того, каменные накопители энергии были исключительно стойкими к резким ударам и могли быть быстро переработаны. Исследователи говорят, что каменные микроэнергетические устройства могут обеспечить высокопроизводительную, настраиваемую и легкодоступную энергию из природных строительных материалов.
Мы пишем о самых выдающихся достижениях науки, суперсовременных технологиях и их внедрении в нашу жизнь, рассказываем о том, каким будет будущее человечества.
Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, Twitter*, ВК, Facebook*, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене.
* заблокированы или запрещены в РФ.
