Есть рекорд: китайский суперконденсатор сохраняет 81% емкости после 10 000 циклов

Группа исследователей из Китая разработала гибридный электролит для суперконденсаторов, который позволяет достичь термической стабильности при работе под высоким напряжением. Суперконденсатор с этим электролитом работает при напряжении 3,37 В, что втрое превышает характеристики водных аналогов. Еще он стабильно функционирует при температурах от 0 °C до 100 °C и сохраняет 81,8 % емкости после 10 000 циклов при 60 °C. Разработка может использоваться в системах рекуперативного торможения транспортных средств, источниках питания и электронных устройствах.

Суперконденсаторы, или ионисторы, функционируют как накопители энергии. В отличие от аккумуляторов, которые запасают электрическую энергию посредством химических реакций, конденсаторы используют разделение заряженных частиц — ионов. В этих устройствах используется электролит (обычно ионизированная вода), сепараторы и два электрода с большой площадью поверхности. Это позволяет достичь более высокой емкости хранения энергии, чем у традиционных конденсаторов.

Суперконденсаторы работают как быстро перезаряжаемые батареи, достигая полной зарядки за секунды, а не за часы. В отличие от обычных батарей, они высвобождают энергию мгновенно, а не хранят ее долго. Под действием внешнего напряжения ионы электролита движутся к электродам с противоположным зарядом, формируя двойные зарядовые слои. Чем больше напряжения подается на цепь, тем больше заряда и энергии удерживает ионистор.

Проблема заключается в том, что вода распадается на ионы при повышении напряжения, что ограничивает емкость хранения энергии. А при экстремальных температурах вода либо замерзает, либо испаряется, что тоже плохо сказывается на работе устройства. Эти факторы препятствуют широкому применению суперконденсаторов.

Тогда ученые разработали гибридный электролит с тремя компонентами: вода, ионизированная жидкость EMIMNTf₂, сохраняющая жидкое состояние при комнатной температуре, и калиевая соль KOTf. В обычных условиях ионная жидкость плохо смешивается с водой, однако добавление калиевой соли улучшает этот процесс.

Компоненты электролита меняют расположение молекул воды вокруг ионов калия. Это не дает воде распадаться при высоком напряжении. Чем меньше свободных молекул воды, тем меньше вредных реакций, и суперконденсатор может работать при более высоких напряжениях. Кроме того, электролит стабилен при экстремальных температурах, в отличие от воды.

Суперконденсатор с новым электролитом функционирует при 3,37 Вт, что втрое лучше, чем водные аналоги. Устройство стабильно работает при температурах от 0 °C до 100 °C и сохраняет 81,8 % емкости после 10 000 циклов заряда при 60 °C.

Истории и карточки

1
Вывод КАБСов на Форуме!
форум
Обновление Форума!
Активность EL-комитета НОПСМ-1.mp4_snapshot_00.19.255
Активность EL-комитета НОПСМ
RC3d кейсы-1.mp4_snapshot_00.09.816
Вот как надо делать кабель красивым!

Рекомендуем прочесть

"Есть решение": как «Москабельмет» привлекает молодых специалистов к рабочим профессиям
В эфир телеканала «Россия 24» несколько дней до Нового года вышла программа «Есть решение», в которой...
Учёные ПНИПУ разработали новый цифровой инструмент,который моежт прогнозировать качество изоляции силовых кабелей с точностью в 95 %
Прочность и долговечность силовых кабелей среднего и высокого напряжения – ключевой фактор надежности...
Ключевой проект по автоматизации насосной станции реализован с использованием решений EKF
Партнер компании «Электрорешения», официального представителя бренда EKF в России, успешно завершил монтаж...

Журнал

Читайте и скачивайте архив журнала ElektroPortal, где мы рассказываем о главных новостях и событиях рынка и интересно пишем об электротоварах

Радио Kabel.FM

Слушайте первое кабельное радио Kabel.FM на ЭлектроПортал.Ру

album-art

Прямая трансляция Kabel.FM
00:00

Не работает эфир? Переходи на резервный!