Сегодня 29 июня 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → суперконденсатор

Учёные создали суперконденсатор дешевле некуда — из воды, глины и графена

В цивилизации при тотальном использовании электричества суперконденсаторам отведена важная роль. Они способны стабилизировать электросети, заменив буферные генераторы, позволяют использовать рекуперацию в процессах с электродвигателями и даже могут служить источниками резервного питания для нетребовательной электроники или компьютерной памяти. Их нужно много и не за все деньги мира, в чём преуспели учёные из Германии.

 Источник изображения: Martin Künsting

Источник изображения: Martin Künsting

Так, группа исследователей из Технического университета Гамбурга (Technische Universität Hamburg) под руководством Василия Артёмова показала, что обычная чистая вода может работать как электролит в суперконденсаторе, если поместить её в нанометровые каналы глинистых минералов. Разработка получила название Blue Capacitor. В отличие от обычных аккумуляторов и суперконденсаторов, где часто используются соли, кислоты или другие химические электролиты, новая система построена на трёх доступных компонентах: воде, глине и углероде в форме графена. Работа опубликована в Nature Communications.

Суть открытия в том, что вода в каналах шириной около 1 нм ведёт себя иначе, чем обычная вода в большом объёме. Такие каналы примерно в 100 000 раз тоньше человеческого волоса. Внутри них молекулы воды оказываются настолько сильно ограничены стенками глинистой структуры, что из-за этого меняются её электрические свойства: вода становится способна эффективно переносить заряд без добавления солей и кислот. Графен в этой системе нужен как высокопроводящий углеродный материал для обычных электродов, а глина формирует множество тончайших водных каналов.

В лабораторных испытаниях Blue Capacitor сохранил стабильную работу после более чем 60 000 циклов заряда и разряда, удерживая напряжение до 1,6 В, что стало рекордным показателем для чисто водного электролита. Если технологию удастся развить до коммерческого применения, то есть вероятность появления экологически чистых решений для систем стабилизации солнечной и ветровой энергии и электротехники в целом.

Dell представила беспроводную мышку и клавиатуру, которые за 5 секунд заряжаются на целый день работы

Компания Dell анонсировала комплект из беспроводной клавиатуры и мышки Dell Pro 7 Rechargeable Compact Keyboard and Mouse. В устройствах вместо традиционных литийионных аккумуляторов используется технология суперконденсаторов. Последняя обеспечивает этим аксессуарам рекордную скорость зарядки и время автономной работы.

 Источник изображения: Dell

Источник изображения: Dell

Dell заявляет, что всего пять секунд зарядки достаточно для обеспечения работы мышки и клавиатуры в течение целого дня. Пятиминутная зарядка позволяет полностью восполнить заряд и обеспечивает 3 месяца работы клавиатуры и 1,5 месяца работы мыши.

Компания также называет мышку «самой лёгкой в ​​мире перезаряжаемой мышью, не использующей литийионные батареи». К сожалению, в пресс-релизе производителя не приводится дополнительная информация об этих устройствах. В продаже комплект Dell Pro 7 Rechargeable Compact Keyboard and Mouse (модель KM746) в США появится с 16 апреля.

Австралийцы отожгли лучший в мире суперконденсатор из графена

Исследователи из Университета Монаша (Monash University) в Австралии совершили прорыв в разработке графенового суперконденсатора, создав новый углеродный материал. Представленный на основе открытия прототип обладал настолько хорошими характеристиками и стабильностью, что побудил учёных создать предприятие для коммерциализации разработки, на которую есть устойчивый спрос среди производителей электротранспорта и оборудования для энергетики.

 Источник изображения: Monash University

Источник изображения: Monash University

Новый материал назвали многоуровневым восстановленным графеновым оксидом (M-rGO). Он синтезируется из обычного графита, позволяя суперконденсаторам на его основе накапливать энергию на уровне свинцово-кислотных аккумуляторов, обеспечивая при этом значительно более быструю отдачу мощности. Для получения M-rGO был применён быстрый термический отжиг, что стало изюминкой разработки. Тем самым учёные создали структуру с высокой плотностью энергии (до 99,5 Вт·ч/л) и мощности (до 69,2 кВт/л), что делает технологию перспективной для масштабируемого производства с использованием австралийского сырья.

Суперконденсаторы, в отличие от традиционных батарей, накапливают заряд электростатически, а не химически, что обеспечивает быструю зарядку и высокую стабильность при циклах заряд-разряд. Ранее основной проблемой была ограниченная доступность площади поверхности углеродных материалов для хранения энергии. Команда университета решила эту задачу, оптимизировав процесс термообработки. В результате получилась сильно изогнутая графеновая структура с эффективными путями для перемещения ионов, что значительно повысило отдачу материала.

Технология демонстрирует выдающиеся характеристики: суперконденсаторы в формате «мешочек» показали высокую объёмную плотность энергии и мощности, а также долговременную стабильность. По словам исследователей, эти показатели являются одними из лучших среди углеродных суперконденсаторов, а процесс производства легко масштабируется в современных реалиях. Это открытие прокладывает путь для применения суперконденсаторов в электромобилях, для стабилизации энергосетей и в бытовой электронике, где нужны кратковременная мощная отдача энергии, например, для разгона или торможения электротранспорта.

Коммерциализацией технологии занимается компания Ionic Industries, созданная на базе Университета Монаша. Руководство компании отмечает, что уже производятся коммерческие партии графеновых материалов, а сотрудничество с партнёрами направлено на внедрение технологии в приложения, где требуется сочетание высокой энергии и быстрой отдачи мощности.

В США с помощью графена создали пластмассовый суперконденсатор рекордной ёмкости

Суперконденсаторы должны сыграть значительную роль в продвижении безуглеродной энергетики. Они способны быстро накапливать заряд большой мощности и так же быстро отдавать его потребителям, что востребовано, например, в электромобилях в режимах рекуперации энергии при торможении. Поэтому разработка новых материалов для суперконденсаторов не прекращается и приносит свои плоды, что подтверждает новое исследование.

 Источник изображений: UCLA

Источник изображений: UCLA

В частности, в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали технологию производства перспективных суперконденсаторов с лучшими характеристиками, чем у современных аналогов. Но самое интересное — в качестве материала для накопления заряда использован полимер, которому более 40 лет. Исследователи применили поли-(3,4-этилендиокситиофен), или, сокращённо, PEDOT. Этот пластик широко используется в электронике и дисплеях, так как может быть прозрачным.

Проблема всех суперконденсаторов заключается в том, что они накапливают заряд в тонком приповерхностном слое. Для накопления большего заряда площадь поверхности электрода должна быть как можно больше. Именно эта задача стояла перед учёными из UCLA — разработать техпроцесс выращивания полимерного электрода с максимально возможной площадью. Исследователи успешно решили её: они предложили наращивать волокна полимера PEDOT, подобно траве на газоне, используя графен в качестве подложки и осаждая полимер в паровой фазе для получения длинных волокон.

«Уникальный вертикальный рост материала позволяет нам создавать электроды PEDOT, которые накапливают гораздо больше энергии, чем традиционные [плёнки] PEDOT, — сказал Махер Эль-Кади (Maher El-Kady), автор-корреспондент и материаловед Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. — Электрический заряд накапливается на поверхности материала, а традиционные плёнки PEDOT не имеют достаточной площади поверхности, чтобы удерживать очень большой заряд. Мы увеличили площадь поверхности PEDOT и, таким образом, его ёмкость настолько, чтобы создать суперконденсатор».

Созданный таким образом суперконденсатор показал ёмкость 4600 мФ/см², что значительно выше, чем у обычных полимерных плёнок из того же материала. Это примерно в четыре раза больше, чем у современных суперконденсаторов на той же основе. Также новая разработка обеспечивает 100-кратное улучшение проводимости и выдерживает 70 тыс. циклов заряда и разряда. Учёные уверены, что за этой новинкой — будущее.

Для противников безопасного извлечения устройств — Akasa выпустила корпус для SSD с суперконденсатором

Компания Akasa выпустила внешний корпус AK-ENU3M2-08 для NVMe-накопителей формата M.2 2230. От других аналогичных решений новинка отличается наличием суперконденсатора, который, по заявлению производителя, предотвращает потерю данных при неожиданной потере питания SSD.

 Источник изображений: Akasa

Источник изображений: Akasa

Модель AK-ENU3M2-08 совместима со многими моделями смартфонов iPhone и поддерживает прямую запись видео на диск в разрешении ProRes 4K. Однако её ключевая особенность заключается в способности поддерживать работу SSD в течение 5–6 минут после отключения постоянного источника питания, при условии полной зарядки суперконденсатора. Этого времени достаточно для завершения передачи данных из буфера обмена во флеш-память накопителя.

Причины внезапной потери питания у SSD могут быть разными. Чаще всего это происходит из-за отключения электроэнергии или пренебрежения функцией «Безопасное извлечение устройства».

Кроме того, AK-ENU3M2-08 поддерживает сквозную передачу до 100 Вт мощности через USB. Устройство оснащено разъёмом USB 3.2 Type-C, обеспечивающим скорость передачи данных до 10 Гбит/с, что ниже по сравнению с некоторыми конкурентами. Однако такая скорость может компенсироваться повышенной безопасностью передачи данных.

Стоимость AK-ENU3M2-08 производитель пока не раскрыл.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Яндекс» запустил платформу для создания ИИ-агентов для «Алисы AI» 21 мин.
Microsoft отключит в Edge поиск по истории на основе ИИ 3 ч.
Китайские ИИ-модели сравнялись с американским в отдельных сценариях 3 ч.
Решения «Базиса» легли в основу системы умного энергоучета РусГидро в облаке МегаФона 3 ч.
Riot Games вернёт ту самую «Лигу» — анонсирована League of Legends Classic 4 ч.
Австралия вдвое повысит штрафы для соцсетей, пускающих детей младше 16 лет 5 ч.
Платформа HPE Supercomputing Programming Software упростит работу с мультивендорными системами ИИ и HPC 18 ч.
Google ограничила доступ Meta к ИИ-моделям Gemini из-за высокой нагрузки на инфраструктуру 24 ч.
Дональд Трамп пригрозил 100-процентными пошлинами тем странам, которые будут облагать цифровые услуги американских компаний налогами 28-06 08:20
Ограничения на доступ к ИИ-модели Anthropic Fable 5 будут сняты на следующей неделе 28-06 07:03
Gigabyte выпустила плату B850 Aorus Elite X3D с оптимизациями для Ryzen X3D 18 мин.
Власти Китая представили план по внедрению ИИ во все этапы обучения молодёжи 2 ч.
Китайская CXMT продала Tencent ещё не выпущенной памяти на $3 млрд 2 ч.
Разработчики ИИ-моделей не торопятся перекладывать расходы на карман конечных пользователей 3 ч.
На месте алюминиевого завода в Австралии построят ЦОД мощностью 540 МВт 4 ч.
Ugreen представила сетевые хранилища DXP6800 Ultra и DXP8800 Ultra на базе Intel Raptor Lake для малого бизнеса 4 ч.
Компактные сетевые хранилища Minisforum S5 и S7 типа All-Flash оснащены чипом Intel Wildcat Lake 5 ч.
ЦОД по всему миру всё чаще становятся мишенью для исков экоактивистов 7 ч.
CBRE: мировой спрос на ЦОД по-прежнему превышает предложение, влияя на стоимость аренды и строительства 8 ч.
Honda займётся выпуском батарей для серверных систем стационарного хранения электроэнергии в США 9 ч.