Суперконденсатор – устройство, которому нужно всего 10-20 секунд для полной зарядки, а заряжать и разряжать его можно сотни тысяч раз. Суперконденсаторы используют в источниках бесперебойного питания, альтернативной энергетике, электротранспорте и космической отрасли. Для производства электродов чаще всего применяют активированные углеродные материалы, которые обладают высокоразвитой пористой структурой.
В Институте катализа в качестве углеродных материалов используют активированные угли. Для их производства ученые выбрали скорлупу кедрового ореха, сообщила пресс-служба института.
«Скорлупа орехов обладает повышенной плотностью, которая в определенной мере передается конечному продукту. Чтобы достигнуть высоких энергоемкостных показателей на единицу объема суперконденсатора, материал электрода должен быть плотным и с высокой удельной площадью поверхности. Чем плотнее материал, тем меньший объем он занимает, а большая поверхность обеспечивает высокую емкость», – рассказал старший научный сотрудник Инжинирингового центра Института катализа Петр Елецкий.
Для получения активированного угля скорлупу измельчают и карбонизируют в кипящем слое катализатора, затем полученный на первом этапе биоуголь смешивают с раствором щелочи, обрабатывают при температуре 600–1000 градусов, отмывают и сушат.
Максимальная удельная площадь поверхности углей из скорлупы ореха, которую удалось достичь ученым Института катализа – 2,2 тысячи квадратных метров на грамм.
«Из полученного углеродного материала мы формируем тонкие таблетки, которые запрессовываем в металлические корпуса плоских батареек. Это позволяет тестировать материалы в условиях, максимально приближенных к реальным. Проведенные испытания говорят о том, что активированные угли из скорлупы ореха перспективны для практического применения», – рассказала заведующая лабораторией Марина Лебедева.
В планах ученых – улучшить процесс синтеза активированного угля, чтобы его свойства стали оптимальными для использования в суперконденсаторе с максимальной энергоемкостью.