В области хранения энергии происходят масштабные технологические изменения. Корейская научная команда из Центра исследований углеродных композитов KIST в сотрудничестве с учеными Сеульского национального университета разработала новый тип суперконденсатора, способного существенно изменить рынок энергосистем. Используя наноструктурированные волокна из однослойных углеродных нанотрубок (УНТ) и проводящего полимера полианилина (ПАНИ), исследователи добились удивительного результата: устройство сочетает в себе высокую плотность мощности, отличную емкость и устойчивость к нагрузке при сохранении гибкости и долговечности.
Современные суперконденсаторы известны своей способностью к быстрой зарядке и долговечности, но они уступают батареям по плотности энергии. Это ограничение затрудняет их широкое применение в таких отраслях, как электромобильный транспорт, аэрокосмические технологии и робототехника. Инновационная структура CNT‑PANI решает эту проблему благодаря своей способности быстро проводить ионы и электроны в композитной наноструктуре. Каждый фрагмент полианилина в структуре действует как отдельная наноэлектрохимическая ячейка, равномерно распределённая по волокну. Это повышает площадь взаимодействия с электролитом и обеспечивает непревзойдённую эффективность хранения энергии.
Испытания подтвердили: новый суперконденсатор выдерживает более 100 000 циклов зарядки без потери производительности, работает при высоких напряжениях и демонстрирует стабильность даже в экстремальных условиях. Особенность этой технологии заключается в ее гибкости — композитные волокна легко сворачиваются и могут использоваться в носимой электронике и устройствах будущего. Уже сейчас ученые реализовали возможность масштабного производства, создав пучки из сотен волокон с сохранением всех характеристик на каждом уровне сборки.
Процесс производства основан на жидкокристаллической фазе углеродных нанотрубок, спиннинге в коагуляционной ванне и растяжении, что обеспечивает идеальную структуру. Одним из ключевых успехов стало значительное снижение себестоимости: несмотря на традиционную дороговизну УНТ, их синтез с дешевым ПАНИ сделал технологию экономически оправданной.
Исследование открывает путь к устойчивым энергосистемам с нулевыми выбросами, предлагая реальную замену литий-ионным аккумуляторам в электромобилях, дронах и носимых гаджетах. Команда намерена продолжить разработку плёночных форм этой технологии и внедрение её в массовое производство, обеспечив надежную и быструю зарядку при высоком уровне безопасности.
Этот прорыв — не просто улучшение существующих систем хранения энергии, а фундаментальное переосмысление архитектуры конденсаторов, что делает технологию неотъемлемой частью энергетического будущего.