Питерские и омские физики совершили прорыв в области промышленной электроконденсации
от: 01-02-2023 19:44 | раздел: Новости
Естествоиспытатели СПбГУ и ОНЦ СО РАН изобрели композит, включающий многослойные нанотрубки из C, MnO2 и Re. Благодаря ему стала возможной успешная модернизация сверхъёмких конденсаторов, применяющихся в электрогенерации из возобновляемых источников. Об этом недавно проинформировал альманах, освещающий вопросы технической теории – Applied Sciences (Швейцария).
Указанные нанотрубки в виде углеродистой цилиндрической конструкции изготавливаются из прогрессивного микро-решётчатого материала – графена. Данная уникальная разработка тоньше человеческого волоса, плотна и прочна, а при добавке 1-3% вещества свойства получаемой субстанции заметно оптимизируются. Это касается дорожного покрытия, бумаги, автошин, литий-ионных аккумуляторов.
Известны многослойные и одностенные нанотрубки длиной несколько мкм с D<100 нм. Первые представляют собой концентрически связанные полые цилиндры из C; вторые обладают одномерным строением. Многослойному решению присуща химическая нейтральность и большая электропроводимость, что даёт ему преимущества при выпуске мощных аккумулирующих устройств.
В компании LANart (lan-art.ru - телекоммуникационный поставщик со штаб-квартирой в Санкт-Петербурге) считает, что питерские специалисты придумали отличительно новые методы совершенствования конденсаторов последнего поколения. Они комплексно задействовали многослойные нанотрубки с окислами переходных металлов. Так, была увеличена площадь электродной энерго-продуктивности.
Как правило, основой электрода промышленного конденсатора служит препарированный C в качестве сажи, адаптированного угля или графена. Однако с некоторых пор для повышения энергоэффективности и устойчивого функционирования аппаратуры накопления электричества появляются гибриды. Они умножают потенциал путём двухслойной электризации и гальванизации, которая протекает с добавлением окислов переходных металлов (CoO2, V2O5, RuO4).
По мнению научного сотрудника СПбГУ с кафедры электроники твердого тела и одного из разработчиков ноу-хау Петра Корусенко, наиболее продвинутой версией считается имеющий достаточную удельную массу, минимальную биологическую вредность и сравнительно низкую себестоимость MnO2.
Какие это сулит перспективы в свете развития индустрии суперконденсаторов
Таким образом, россияне выводят на мировой рынок композит на базе многослойной углерод-нанотрубки и MnO2 с добавкой Re. Результат эксперимента превзошёл ожидания по значениям ёмкости (электрического заряда на единицу веса), тем более что это одна из основных его характеристик.
Упомянутый научный сотрудник из Санкт-Петербурга Петр Корусенко в данной связи отметил: чем плотнее композитный материал накапливает заряд и быстрее его отдаёт, тем больше от подобных открытий пользы.
В ходе опытов исследователи покрывали нанотрубки несколькими слоями MnO2 и осуществляли термическую обработку с целью образования наночастиц согласно технологии. Такой алгоритм предоставил возможность вдвое нарастить удельную ёмкость, а улучшить электротехнические параметры помогло аналитическое определение актуальной t обработки получаемой субстанции с дальнейшей примесью тяжёлого Re2O7. Упомянутое соединение закреплялось вблизи элементарных частиц Mn, увеличивая количество электрохимически активного MnO2 при помощи реакции доокисления.
Некоторые наблюдения и выводы
Изобретение позволило учёным произвести эксклюзивный при циклическом воздействии заряда-разряда устойчивый композит. Позитивный итог испытаний объясняется эффектом синергии, который был достигнут посредством сочетания свойств MnO2 и Re2O7, плюс благодаря нанотрубкам из C. Это привело к росту влияния обратимых электрохимических процессов на относительную ёмкость и увеличению вклада двойного электро-слоя в процессе аккумуляции.
При этом ноу-хау существенно актуализирует роль генераторов импульсной мощности, которые производят солидный объём товарной продукции. Сейчас сверхъёмкий конденсатор востребован на электротранспорте, в альтернативной энергетике, бытовых аккумуляторных накопителях, иных научно-технических сферах.Проблема энергосбережения в нынешнем веке выходит на первый план; посему задача современного конденсатора – создание качественного электроимпульса.
Подписывайтесь и читайте новости от ITквариат раньше остальных в нашем
Telegram-канале !
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!
И еще об интересном...
Apple выпустила вторую бета-версию iOS 15.4, iPadOS 15.4, tvOS 15.4, watchOS 8.5, macOS 12.3Семейные тарифы экономят россиянам до 47% затрат на связьУльтрабук HP Spectre 13-v007ur. Заявка на рекорд.Apple меняет правила дорожного движенияСтруйное многофункциональное устройство Canon PIXMA G3400Многофункциональное устройство для малого офиса Xerox WorkCentre 3225DNIМикро-квадрокоптер SYMA X12S Nano. Испытание размером