Новые конденсаторы из графена позволят зарядить iPhone за пять секунд - Microcondensers on a basis will allow to charge iPhone for five seconds

 

 

 

  Американские ученые создали систему конденсаторов нового типа, которые позволят зарядить мобильный телефон или даже электромобиль за считанные секунды. Технология микромасштабных суперконденсаторов (ионисторов) на основе графена разрешает заряжать и разряжать устройства в сотни и даже тысячи раз быстрее, чем стандартные аккумуляторные батареи, сообщает британская газета The Daily Mail.




«Интеграция подсистем хранения электроэнергии в электронные схемы является сложной задачей. Зачастую она ограничивает уровень миниатюризации всей системы», сказал Ричард Канер, профессор материаловедения и инженерии из Калифорнийского университета в Лос Анжелесе (UCLA), где и была изобретена новая технология.

Графен, напомним, это углеродная пленка толщиной в один атом. Ее называют двумерной, потому что, в отличие от обычного трехмерного кристалла, положение каждого ее узла описывается не тремя, а только двумя координатами. Графен обладает большой прочностью, прозрачен в силу своей чрезвычайно малой толщины и является красивым проводником электрического тока. Все это делает его крайне привлекательными для использования в качестве прозрачных электродов солнечных батарей или сенсорных экранов. Использование в микроэлектронике считается одним из самых перспективным способом использования этого материала. Графен был раскрыт выпускниками Московского физико-технического института Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году в Манчестерском университете.

Как общеизвестно чем меньше расстояние между обкладками суперконденсатора, тем больше его емкость. Поэтому исследователи взяли модель, позволяющую не только задействовать максимальную площадь рабочей поверхности, но и уменьшить путь, проходимый ионами в электролите до электродов.

Они отказались от наложения нескольких слоев графеновых электродов, так как такая конструкция, несмотря на ее функциональность, плохо совмещалась с интегральными схемами. Именно поэтому суперконденсаторы состоят из чередующихся на одной плоскости разделенных диэлектриком электродов.

Ученые советуют производить суперконденсаторы с помощью стандартного пишущего DVD-привода, поддерживающего технологию LightScribe, которая изначально предназначалась для нанесения рисунка на обратную сторону оптических дисков, но в UCLA смогли сделать ее намного полезнее.

Исследователи покрыли диск слоем оксида графита на пластиковой подложке, а затем выжгли лазером стандартного пишущего DVD привода очертания обкладок (электродов) ионистора.

Под действием красного лазера с длиной волны 650 нанометров оксид графита превратился в графен, электропроводность которого на шесть порядков больше, чем у исходного материала. Ученым удалось менее чем за полчаса получить более 100 графеновых суперконденсаторов на одном диске. В лабораторных образцах удалось достичь плотности мощности в 200 ватт на кубический сантиметр.

Получаемые системы хранения энергии держат большие деформации без какого-либо ущерба и демонстрируют отличную стабильность на протяжении множества циклов зарядки. До сих пор традиционные технологии изготовления микро-суперконденсаторов предполагали использование трудоемких литографических техпроцессов. Это в свою очередь оборачивается невозможностью разработки конкурентоспособных с экономической точки зрения устройств.

Ученые отмечают, что их разработка может быть интегрирована в гибкие экраны и «электронную бумажку», а также в носимую электронику. Покрытие на основе графена может наноситься на обратную сторону солнечных панелей и служить для аккумуляции энергии. Сейчас UCLA ведет поиск инвесторов и промышленных партнеров с целью организации массового выпуска микро-суперконденсаторов.

The American scientists have created system of condensers of new type which will allow to charge a mobile phone or even an electromobile for few seconds. The technology of microscale supercondensers (ионисторов) on a basis графена allows to charge and discharge devices in hundreds and even thousand times faster, than standard storage batteries, the British newspaper The Daily Mail informs.

«Integration of subsystems of storage of the electric power into electronic schemes is a challenge. Frequently it limits level of miniaturization of all system», Richard Kaner, the professor of materials technology and engineering from the Californian university in Los Anzhelese (UCLA) where the new technology has been developed has told.

Графен, we will remind, it is a carbon film in the thickness in one atom. It name two-dimensional because, unlike a usual three-dimensional crystal, position of its each knot is described not by three, but only in two co-ordinates. Графен possesses high durability, it is transparent owing to the extremely small thickness and is a fine conductor of an electric current. It does all its by the extremely attractive to use as transparent electrodes of solar batteries or touch displays. Use in microelectronics is considered one of the most perspective way of use of this material. Графен has been open by graduates of the Moscow physicotechnical institute Andrey Gejmom and Konstantin Novoselovym in 2004 at the Manchester university.

As it is known the distance between supercondenser facings, the more than its capacity less. Therefore researchers have chosen the model allowing not only to involve the maximum area of a working surface, but also to reduce a way passed by ions in electrolit to electrodes.

They have refused imposing of several layers графеновых electrodes as such design, despite its functionality, was badly combined with integrated schemes. For this reason supercondensers consist from alternating on one plane divided диэлектриком electrodes.

Scientists suggest to make supercondensers by means of the standard writing DVD-drive supporting technology LightScribe which initially intended for drawing drawing on an underside of optical disks, but in UCLA could make it much more usefully.

Researchers have covered a disk with a layer оксида graphite on a plastic substrate, and then have burnt out the laser standard writing DVD a drive of an outline of facings (electrodes) ионистора.

Under the influence of the red laser with length of a wave 650 нанометров оксид graphite has turned in графен, электропроводность which on six usages above, than at an initial material. It was possible to scientists less than for half an hour to receive more than 100 графеновых supercondensers on one disk. In laboratory samples it was possible to reach capacity density in 200 watt on cubic centimetre.

Received systems of storage of energy maintain considerable deformations without any damage and show excellent stability throughout set of cycles of gymnastics. Till now traditional manufacturing techniques of mikro-supercondensers assumed use of labour-consuming lithographic technical processes. It in turn turns around impossibility of working out of competitive devices from the economic point of view.

Scientists notice that their working out can be integrated into flexible displays and «an electronic paper», and also in носимую electronics. The covering on a basis графена can be put on an underside of solar panels and serve for energy accumulation. Now UCLA conducts search of investors and industrial partners for the purpose of the organisation of mass release of mikro-supercondensers.

Обсудить у себя 0
Комментарии (0)
Чтобы комментировать надо зарегистрироваться или если вы уже регистрировались войти в свой аккаунт.

Войти через социальные сети:

Андрей
Андрей
Был на сайте 27 июля в 07:23
48 лет (01.01.1970)
Читателей: 39 Опыт: 0 Карма: 1
все 36 Мои друзья
Я в клубах
Сделай сам... лучшее и простое Пользователь клуба
Блог и Мы Пользователь клуба