„Микро-суперкондензаторът”, създаден в Индийския научен институт в Бенгалуру, се основава на графен и двуизмерен материал MoS2 (снимка: Vinod Panwar)
Изследователи от Индия създадоха суперкондензатор с микронни размери – това е най-малкото устройство за съхранение на енергия от този тип. Очаква се разработката да намери приложение в носима и имплантируема електроника, както и в сензори и миниатюрни „умни” технологии. Микронната „батерия” може да се вгради във всеки чип, а това означава автономност и свобода на действие.
За разлика от конвенционалните химически батерии (акумулатори), суперкондензаторите се зареждат много бързо и са в състояние да доставят пикова енергия за много кратко време. От друга страна, капацитетът на суперкондензаторите е скромен, но за много задачи е напълно достатъчен.
Индийското изобретение премахва още едно ограничение – учените направиха пробив в посока миниатюризация. Размерите на суперкондензатора са намалени с три порядъка, отбелязва Spectrum изданието на IEEE. Подробности за разработката са публикувани в научния бюлетин ACS Energy Letters.
„Микро-суперкондензаторът”, създаден в Индийския научен институт в Бенгалуру, се основава на графен и двуизмерен материал молибденов дисулфид (MoS2). Графен и MoS2 люспи се редуват във всеки електрод на суперкондензатора – в катода и анода. Като електролит е използван гел, което прави възможно интегрирането на микросуперкондензатори в чиповете. С водоразтворим електролит това би било трудно или дори невъзможно.
Иновативният кондензатор има капацитет 1,8 mF/cm² за еднослойна структура (графен-MoS2). Многослойната структура на електродите, състояща се от няколко редуващи се слоя графен и молибденов дисулфид, предлага 30 пъти по-голям капацитет или 54 μF/cm² – това вече представлява интерес от практическа гледна точка.
Според учените, двуслойните материали като MoS2 са полупроводници и всъщност образуват p-n преходи (транзисторни структури). Многото преходи карат йоните да се разпределят между слоевете електроди, вместо да се натрупват изключително в интерфейса електролит-електрод. Самите електроди се превръщат в устройства за съхранение на енергия. Това умножава капацитета на най-малките суперкондензатори и ги превръща в перспективни източници на енергия за носима електроника.