Бактериальная целлюлоза заменит уголь в батареях — материал идеален для суперконденсаторов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Наука и космос

Синтез электродов из очищенных органических волокон открывает путь к созданию накопителей энергии нового поколения, способных выдерживать миллионы циклов мгновенной зарядки. Систематический аузив профильных технологий опубликовали физики индонезийского Университета Хасануддин в издании Journal of Energy Storage.

Иллюстрация. Нановолоконная структура суперконденсатора на базе бактериальной целлюлозы (AI-генерация).
Иллюстрация. Нановолоконная структура суперконденсатора на базе бактериальной целлюлозы (AI-генерация).
Автор: Gemini Источник: gemini.google.com

Носимая электроника и электромобили требуют колоссальной плотности мощности. Суперконденсаторы заряжаются в разы быстрее классических аккумуляторов, однако их эффективность упирается в материалы электродов. Команда под руководством профессора Дахланга Тахира проанализировала данные 49 исследований из базы Scopus. Выбор пал на углерод, полученный из бактериальной целлюлозы (BCC). В отличие от растительных аналогов, этот материал лишен примесей и формирует естественную трехмерную сеть из нановолокон.

Термическая обработка превращает такую биомассу в высокопористый графитоподобный каркас. Главным технологическим барьером долгое время оставалась подготовка сырья. Анализ показал: критически важно сохранить первичную наноструктуру до этапа карбонизации. Лиофилизация (сублимационная сушка вымораживанием) оказалась наиболее эффективным методом, предотвращающим физическое схлопывание влажных волокон при обезвоживании.

Бактериальная целлюлоза в лабораторных условиях до этапа карбонизации.
Бактериальная целлюлоза в лабораторных условиях до этапа карбонизации.
Автор: Lightenoughtotravel, Public domain Источник: commons.wikimedia.org

Чистый BCC демонстрирует умеренные показатели емкости. Ситуация кардинально меняется при химической активации и гетероатомном легировании. Модификация поверхности увеличивает количество активных узлов. Рекордные параметры зафиксированы у композитных электродов. В них бактериальная целлюлоза работает в связке с псевдоемкостными материалами, накапливая заряд за счет сверхбыстрых поверхностных окислительно-восстановительных реакций. Оптимизированные структуры BCC уже сейчас физически превосходят коммерческий активированный уголь, применяемый в современной электронике.

Источник: EurekAlert!

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Наука и космос, флора и фауна. Для связи: kifloblog@yandex.ru

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор бумбокса MEG SDA100BL

Портативные колонки давно перестали быть какой-то экзотикой и прочно заняли своё место на рынке переносных девайсов. И если в начале своего пути это были небольшие колоночки, которые легко...

Как притяжение Луны вызывает землетрясения: физика тектонического резонанса

На глубине около 30 километров литосферные плиты прижаты друг к другу весом вышележащих горных пород. Давление в этих горизонтах превышает несколько сотен мегапаскалей, а перемещение тектонических...

Белка развешивает грибы на ветках деревьев: запас еды или случайное поведение

Осенью в хвойном лесу иногда можно заметить странную картину: на развилке тонкой ветки лежит шляпка гриба, другой гриб зажат между сучками чуть выше, а поблизости нет ни корзины, ни человека....

National RQ-158S: японский катушечник, который покорил СССР и попал в кино

Как ни странно, но два гениальных советских человека Леонид Гайдай и Владимир Высоцкий никогда не работали в одном фильме на съемочной площадке. Но Высоцкий все же спел уникальную песню для...

Почему Франция не вывозит 42 тысячи тонн опасных отходов из старой шахты

Под городом Виттельсайм во французском Эльзасе больше двух десятилетий хранятся опасные промышленные отходы. Их перестали привозить ещё в 2002 году, однако судьба подземного склада до сих пор...

На Марсе наступил 39-й Новый год: почему ученые сбросили планете 4,5 миллиарда лет

30 сентября на Марсе начался новый год. В научных отчетах и графиках космических агентств ему присвоен официальный номер 39. Разумеется, эта дата не имеет никакого отношения к реальному...