Создан гибкий и прозрачный суперконденсатор

Гибкие мобильные телефоны не толще листа бумаги. Краска, запасающая энергию. Скручивающиеся сенсорные дисплеи. Все эти устройства и материалы мы ждём на рынке в ближайшем будущем. Но чтобы они стали явью, нужно иметь тонкие и гибкие системы, необходимые для хранения энергии.

В журнале Scientific Reports инженеры из Северо-Западного университета и их коллеги из Университета Райса (оба — США) сообщили о разработке гибкого и прозрачного суперконденсатора — устройства, запасающего энергию в виде электрического поля, а не потенциала химической реакции, как это происходит в батареях.

Новая технология основана на использовании разработанных этими же специалистами два года назад наноматериалов, которые они называют «наночашками». Но сначала вспомним об углеродных нанотрубках, обладающих такой любопытной потенциальной особенностью: их внутреннее пространство можно наполнять другими материалами — скажем, электролитами, коль скоро мы обсуждаем суперконденсаторы. К сожалению, на деле объём полости обычных нанотрубок слишком мал для реализации этой задумки. С другой стороны, если в вашем распоряжении есть нечто, что можно было бы сравнить с наноразмерной чашкой, то появляется возможность довольно просто упаковать туда всё что нужно.

Итак, наночашки. Первый этап их изготовления заключается в травлении наноразмерных углублений в алюминиевой плёнке методом окисления. Аккуратный подбор параметров процесса позволяет получать любой желаемый размер. Второй этап представляет собой простое осаждение углеродных атомов на алюминиевый шаблон с использованием для этого стандартной технологии получения нанотрубок. Заметим, что свойства суперконденсатора являются следствием в том числе большой площади текстурированной поверхности наночашек, которая позволяет достигать наилучшего контакта с заключённым в её объёме электролитом.

Что на выходе? Сегодня первые, пока далёкие от оптимизации прототипы гибких прозрачных суперконденсаторов уже в состоянии обеспечивать другие устройства сравнимым (с подобными решениями) уровнем энергии. Однако новые суперконденсаторы хороши в первую очередь своей встраиваемостью в другие тонкоплёночные прозрачные приборы. В качестве демонстрации учёные использовали суперконденсатор для питания лампочки. Всё это можно увидеть в видеоматериалах.