Впервые суперконденсатор изготовлен методом печати // 12 Ноября 2012

Группе ученых из Калифорнийского университета (University of California, г. Лос-Анджелес, США) удалось впервые изготовить пленочный суперконденсатор. Его удельная мощность составляет 70 киловатт на 1 кг веса, а плотность энергии – 9 ватт/часов или 32 килоджоуля на килограмм.

Новый суперконденсатор призван побороться с традиционными аккумуляторными батареями за право поставлять энергию современным мобильным устройствам. Если раньше конденсаторы использовались только для кратковременного хранения небольшого электрического заряда, то в наше время так называемые «суперконденсаторы» могут хранить в сотни раз больше энергии, чем традиционные емкостные элементы, причем делать это на протяжении долгого времени без утечки заряда. Еще одним важным преимуществом суперконденсаторов по сравнению с батареями является способность быстрого разряда, в ходе которого развивается практически любая мощность, необходимая потребителю.

Ключевым свойством нового суперконденсатора, который изготовили ученые под руководством профессора Георга Грюнера (George Grüner) являются его размеры, которые позволяют разместить этот чрезвычайно энергоемкий источник питания в самых миниатюрных устройствах. Для изготовления «печатного суперконденсатора» ученые применили два слоя полимерной пленки с напыленными на нее углеродными наноколокнами. Каждый слой такой пленки служит одновременно и обкладкой конденсатора, которая накапливая мощность, и электродом для снятия заряда. Между пленочными обкладками размещен гелевый электролит, куда входит вода, растворимый в воде специальный полимер и фосфорная кислота. Поскольку гель можно наносить на пленочные обкладки непрерывно, как при печати изображений и текста на бумаге, такие конденсаторы, в принципе, можно изготавливать серийно.

Несмотря на многообещающие результаты Грюнера и его коллег, следует заметить, что на данном этапе развития суперконденсаторы еще не вполне готовы к коммерческому использованию, в том числе в мобильных устройствах. Дело в том, что из-за высокого внутреннего сопротивления эти накопители энергии не могут отдать сразу весь заряд – часть энергии попросту теряется. Кроме того, все чаще появляются сообщения об экспериментальных аккумуляторах на основе традиционного лития, которые могут заряжаться и отдавать заряд в 100 раз быстрее нынешних серийных продуктов – о некоторых таких технологиях мы уже писали.

Подробнее о технологии изготовления суперконденсаторов методом печати можно прочитать в статье Грюнера и соавторов в журнале NanoLetters, а также в заметке на сайте New Scientist.