Новосибирский государственный университет стал обладателем патента на суперконденсатор на основе наноструктурированного углеродного материала. Оптимальным вариантом для разработки стала скорлупа кедрового ореха, сообщила пресс-служба вуза.
Суперконденсаторы отличаются от аккумуляторов химическим механизмом накопления энергии. Это отличие дает суперконденсаторам (еще их называют ионисторы) ряд преимуществ.
Суперконденсатор в отличие от аккумулятора может без проблем пережить десятки и даже сотни тысяч циклов заряжения-разряжения. Еще они быстро накапливают и отдают заряд (для их подзарядки понадобится всего несколько минут) и обладают большей мощностью. Благодаря этим свойствам они стали очень востребованы при производстве электрической энергии из возобновляемых источников, где их применяют в связке с аккумуляторами. Ионисторы заметно проигрывают им в удельной емкости. Источники ВИЭ отличаются непостоянным накоплением энергии, из-за чего их батареи могут плохо работать, добавление в конструкцию суперконденсатора позволяет сгладить эти скачки и увеличить срок службы накопителей энергии.
По словам ученых, в целом суперконденсаторы считаются источником импульсной, а не постоянной мощности и идеально подходят для кратковременного питания маломощных электронных приборов. Поэтому их охотно рассматривают в качестве систем резервного питания памяти, пусковых устройств для электротранспорта и не только. В последние годы в Сибири набирают популярность устройства для запуска дизельных двигателей в условиях минусовых температур на основе суперконденсаторов. Такое оборудование устанавливают на железнодорожные тепловозы, полицейские автомобили и т. д.
По прогнозам экспертов, в будущем, суперконденсаторы смогут полностью заменить аккумуляторные батареи по целому ряду направлений.
Свой вариант ионистора разработали и запатентовали сотрудники лаборатории композитных материалов для электроники Научно-образовательного центра «Институт химических технологий НГУ — ИК СО РАН».
«Это была комплексная работа, начавшаяся с создания нашими коллегами из Института катализа СО РАН методики синтеза углеродных материалов из растительного сырья. Далее, используя эту методику, мы опробовали несколько видов сырья, доступного в нашей стране. Выбрали оптимальный вариант, им оказалась скорлупа кедрового ореха, подобрали условия производства электродов из него, протестировали их. В итоге получился суперконденсатор, на который и получен патент», — рассказала руководитель лаборатории, к. х. н. Марина Лебедева.
Помимо электродов, суперконденсатор, созданный новосибирскими учеными, обладает еще одной «фишкой» — электролит, в который они помещены, представляет собой ионную жидкость. В отличие от большинства органических растворителей, используемых в производстве суперконденсаторов, она более стабильна и нелетучая, в силу чего позволяет получить на выходе из устройства большее напряжение.
«Сейчас мы передали нашу разработку потенциальному индустриальному партнеру, чтобы он опробовал ее и принял окончательное решение о внедрении. В целом, производство наших суперконденсаторов не станет проблемой для предприятий, которые имеют опыт производства элементов питания или аккумуляторов», — объяснила Марина Лебедева.
