Устройства, разработанные в лаборатории химика Райса Джеймса Тура, снабжены приводом к электронике и одежде. Они – предмет новой статьи в журнале Advanced Materials.Microsupercapacitors не батареи, но дюйм ближе им, когда технология улучшается. Традиционные конденсаторы хранят энергию и выпускают ее быстро (как во вспышке камеры), в отличие от общих литий-ионных аккумуляторов, которые занимают много времени, чтобы зарядить и выпустить их энергию по мере необходимости.
microsupercapacitors риса заряжают в 50 раз быстрее, чем батареи, освобождаются от обязательств более медленно, чем традиционные конденсаторы и соответствуют коммерческим суперконденсаторам и для суммы сохраненной энергии и для обеспеченной власти.Устройства произведены горящими образцами электрода с коммерческим лазером в пластмассовые листы в воздухе комнатной температуры, устранив сложные условия фальсификации, которые ограничили широко распространенное применение microsupercapacitors. Исследователи видят путь к рентабельному, производству от рулона к рулону.
«Это невыносимо, чтобы построить microsupercapacitors теперь», сказал Тур. «Они требуют большого количества литографских шагов. Но они мы можем сделать в минутах: Мы жжем образцы, добавляем электролит и покрываем их».Их емкость 934 микрофарадов за квадратный сантиметр и плотность энергии 3,2 милливатт на конкурента кубического сантиметра коммерческие литиевые батареи тонкой пленки, с плотностью энергии два порядка величины выше, чем батареи, требовали исследователи.
Устройства показали долгую жизнь и механическую стабильность, когда неоднократно согнуто 10,000 раз.Их плотность энергии происходит из-за природы вызванного лазером графена (LIG). Тур и его группа обнаружили в прошлом году, что нагревание коммерческого листа пластмассы полиимида с лазером сожгло все кроме углерода от верхнего слоя, оставив форму графена.
А скорее, чем плоский лист шестиугольных колец атомов, лазер оставил губчатое множество графеновых хлопьев приложенным к полиимиду с высокой площадью поверхности.Исследователи рассматривали свои образцы LIG – зажатый между пальцами как, бездействовал – с марганцевым диоксидом, железным oxyhydroxide или полианилином через гальванотехнику и превратил получающиеся соединения в положительные и отрицательные электроды. Соединения могли тогда быть сформированы в твердотельный microsupercapacitors без потребности в нынешних коллекционерах, переплетах или сепараторах.Тур убежден, что день наступает, когда суперконденсаторы заменяют батареи полностью, поскольку системы аккумулирования энергии зарядят в минутах, а не часах. «Мы не совсем там все же, но мы становимся ближе все время», сказал он. «Тем временем они в состоянии добавить батареи с большой мощностью.
Что мы имеем, теперь так же хорошо как некоторые коммерческие суперконденсаторы. И они просто пластмассовые».