Американским ученым удалось разработать сравнительно дешевый и простой способ создания электродов из графена. Созданный на их основе конденсатор обладает выдающимися характеристиками.
Технология создания электродов
В настоящее время основным способом получения графена и создания изделий из него является ручная обработка графитовых заготовок.
Это очень трудоемкий и малоэффективный процесс. Куда более перспективным является метод, названный «Laser Scribed Graphene» – обработанный лазером графен.
Процесс получения графена начинается с нанесения на поверхность пластиковой подложки тонкого слоя оксида графена или другой формы графита. Затем подложка помещается в установку по лазерной гравировке, оснащенной инфракрасным излучателем. Под его воздействием атомы углерода отслаиваются равномерным слоями до тех пор, пока оставшееся вещество не превратится в двумерную атомарную углеродную сетку, которая и является графеном.
Отличительно особенностью данного метода является то, что для его реализации достаточно стандартной установки для гравировки по пластику – широко распространенного оборудования. А в качестве подложки может использовать обыкновенный компакт-диск, точнее, его необработанная болванка. Так как лазер является программируемым устройством, то не составляет труда задать траекторию его движения, в результате чего в итоге получится не просто графеновая сетка, а изделие нужной формы и габаритов.
Преимущества нового устройства
Создание конденсатора на основе графеновых электродов достаточно простой процесс – достаточно поместить два стержня в емкость с электролитом.
Так как графен обладает отменной механической прочностью, то электроды из него не нуждаются в дополнительных элементах крепления, что удешевляет создание конструкции. А использование полимерного геля-электролита, обладающего клеевыми свойствами, позволило свести количество крепежа к минимуму.
Так как графен обладает самой высокой электропроводимостью среди всех известных науке веществ, порядка 2·105 см²·В−1·c−1, то скорость зарядки и разрядки конденсатора является необычайно высокой. К тому же, учитывая прочность графена, он способен выдержать практически бесконечное количество циклов перезарядки. Немаловажным является и то, что толщина графеновых электродов составляет 1 атом, поэтому размеры общей конструкции очень невелики, что превращает ее в прототип первого гибкого суперконденсатора.