Российские ученые создали нанокомпозит, утраивающий емкость энергонакопителей

Данное открытие является важным шагом в создании более эффективных систем энергонакопления, которые не уступают зарубежным аналогам.

По словам Николая Горшкова, старшего научного сотрудника Саратовского государственного технического университета, возможность повышения диэлектрической проницаемости с помощью нового материала позволяет увеличивать запасы энергии и улучшать отклик на воздействие внешнего электрического поля, что особенно важно для устройств, используемых в космической и авиапромышленности, здравоохранении и бытовой электронике. При этом улучшенные устройства хранения энергии и датчики, обладают огромным потенциалом.

Для эффективной работы конденсаторов и других систем накопления электроэнергии применяются материалы, обладающие высокой диэлектрической проницаемостью и способные запасать значительные объемы энергии. Обычно используются полимеры, которые содержат наполнители в виде проводящих материалов, расположенных в пустотах между волокнами. Эти материалы обеспечивают передачу тока и существенно повышают энергоемкость конденсаторов и других устройств для хранения электрической энергии.

Горшков и другие исследователи обнаружили, что добавление максенов - уникальных двухмерных или многослойных наноматериалов, состоящих из плоских слоев атомов металлов, углерода и окислительных элементов - в полимерные материалы может значительно увеличить их способность к хранению энергии в несколько раз. Эта находка может иметь огромное значение для дальнейшего развития энергоэффективных технологий.

Ученые провели эксперимент, в ходе которого были встроены частицы максенов в полимер PVDF. Этот материал активно используется при производстве батарей на основе литий-иона, суперконденсаторов и других устройств для хранения энергии.

В рамках исследования ученые использовали как чистые частицы максенов, так и их "растянутые" версии, между слоями которых были встроены молекулы диметилсульфоксида - популярного растворителя в различных областях химии.

Его добавление внутрь максенов, как удалось выяснить исследователям, позволило более равномерно распределить слои этих двухмерных материалов по толще полимерного материала. Это значительно улучшает его способность запасать энергию, делая новый наполнитель втрое более эффективным, чем существующие аналоги.

Предполагается, что такие композиты будут использоваться в устройствах для хранения и преобразования энергии в ближайшие пять лет, сообщает ТАСС.

Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»