Дроти і акумулятори в одному флаконі

Як відомо, електрика передається по проводах, а зберігається в акумуляторах і суперконденсаторах. По-новому підійшли до проблеми передачі та зберігання електроенергії вчені з Univ. of Central Florida (США), які розробили коаксіальний кабель, здатний накопичувати заряди [1].

Схема коаксіального кабелю-суперконденсатора: мідна серцевина (copper wire), оточена нанопроволоками (nanowire). Полімерна прокладка (polymer separator) відокремлює внутрішній електрод від зовнішнього (copper foil), також покритого
щетинками-нанопроволочками.

 

В такому кабелі навколо серцевини з звичайного мідного дроту обгорнутий суперконденсатор (див. малюнок). Велика ємність досягається за рахунок розвиненої поверхні електродів: структура нагадує йоржик, за рахунок чого досягається збільшення площі поверхні у сотні разів порівняно з бічною поверхнею простого мідного дроту. Для цього дослідникам довелося спочатку навчитися вирощувати нанодроту з оксиду міді на мідній підкладці, а потім покривати щетинки сплавом паладій-золота, оскільки оксид міді не проводить електрику. Внутрішній електрод-йоржик вкривається твердим електролітом і пористої полімерною прокладкою, що відокремлює внутрішню частину суперконденсатора від зовнішнього електрода – мідної фольги, також покритої щетинками з оксиду міді з металевим напиленням (див. малюнок).

Випробування отриманого кабелю на міцність показали, що навіть 100-кратний перегин дроти знижує ємність всього на 7%. Кілька тисяч циклів перезарядки кабелю також не виявили істотного (понад відсотка) зменшення ємності. Враховуючи, що після появи гнучких екранів масивні негнучкі батареї залишаються єдиним ускладненням при створенні всіляких носяться на тілі пристроїв, такі кабелі чекає велике майбутнє. Не за горами й поява “розумного одягу”, в якій волокна тканини будуть служити одночасно сенсорами, проводами і акумуляторами.

 

1. Z. Yu, J. Thomas, Adv. Mater. 26, 4279 (2014).

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *