Учёные из российского Сколтеха, финского Университета Аалто и американского Массачусетского технологического института создали новейший источник питания, работающий на поваренной соли. Как сообщает пресс-служба Сколковского института науки и технологий, речь идёт об экономичном и экологически безопасном суперконденсаторе, который потенциально может использоваться в носимой электронике.
Исследователи поставили перед собой непростую задачу — создать источник питания, который обладал бы высокой удельной энергоемкостью, и одновременно с этим был бы безопасен, экологичен и подходил бы для небольших устройств. Для решения этой задачи необходимо было найти альтернативу ионным жидкостям, которые обычно используются для повышения энергетической эффективности суперконденсаторов.
Ионные жидкости — это соли, которые остаются жидкими при температуре менее 100°C (t кипения воды). Их частицы несут электрические заряды. К ионным жидкостям не относятся неорганические соли. Например, поваренная соль — это кристаллы, которые переходят в жидкое состояние только при очень высоких температурах.
Согласно утверждению одного из авторов исследования, профессора Университета Аалто Тани Каллио, ионные жидкости являются опасными и экологически вредными, и к тому же «значительно уступают по удельной мощности водным электролитам с более высокой проводимостью». Учёные придумали решение, которое позволяет применять в качестве основы электролитов поваренную соль. Для этого они использовали гидрогель. В изобретённом суперконденсаторе он является «носителем» хлорида натрия.
Таким образом новый источник питания получился энергоёмким и в то же время более «зелёным», чем его более старые «братья», представленные сейчас на рынке. Созданный суперконденсатор имеет удельную емкость 806 Фарад/см, что позволяет применять устройство для обеспечения энергией аккумуляторов и переносной электроники. Испытания показали, что источник питания может совершать минимум 5 тысяч циклов заряда-разряда без потери качества работы.
Более того, использование токосъемников из пленок однослойных углеродных нанотрубок, обеспечило эластичность суперконденсатора. Производительность прототипа «оставалась неизменной после тысячи циклов растяжения при деформации в 50%», рассказал профессор Сколтеха Альберт Насибулин.
С подробным описанием результатов исследования можно ознакомиться в научном издании Journal of Energy Storage.
