Суперконденсатор на основе нанотрубок из поливинилиденфторида

Вещество поливинилиденфторид обладает способностью к синхронной поляризации атомов, благодаря чему накопление заряда энергии происходит мгновенно. Созданные на его основе суперконденсаторы будут превосходить аналоги по всем параметрам.

Свойства поливинилиденфторида

Принцип работы полимерных конденсаторов основан на том, что под воздействием внешнего магнитного поля атомы поляризуются – так происходит накопление заряда. При разряде полярность меняется на противоположную и вещество отдает накопленную энергию. Так как практически каждый атом меняет свое поведение, то суммарный объем накапливаемой энергии очень велик, а потенциальная энергоемкость полимерных конденсаторов составляет порядка 70 Вт на 1 кг массы вещества.

Однако проблема практического применения таких устройств состоит в том, что поляризация происходит не мгновенно, а в виде цепной реакции. Из-за этого на изменение фазового состояния всех атомов тратиться слишком много энергии, что делает такое устройство неэкономичным. Недавние исследования нового полимера поливинилиденфторида показали, что в этом веществе поляризация атомов осуществляется синхронно, то есть все атомы меняют свое состояние одновременно.

Это приводит к уменьшению затрат энергии на фазовый переход атомов, что позволяет накопить больший заряд на единицу веса. Процесс зарядки и разрядки происходит очень быстро, при этом высвобождает большое количество энергии, чего нельзя достичь при использовании обыкновенных аккумуляторов. Вещество поливинилиденфторид легко структурируется и может быть нанесено на любую поверхность в виде массива нанотрубок.

Преимущества суперконденсаторов нового типа

Так как заряд накапливается в любом объеме вещества, то нанотрубки можно размесить на тонкой подложке и создать таким образом стандартную энергетическую ячейку. В качестве подложки можно использовать любой диэлектрик, даже самый простой и дешевый – бумагу. Объединяя ячейки в массивы, несложно сконструировать хранилище энергии произвольной емкости, которое можно использовать в различных областях. Процесс изготовления поливинилиденфторида и нанесения его на подложку весьма прост с технологической точки зрения, благодаря чему несложно запустить массовое производство. Такие конденсаторы со временем могут заменить громоздкие литий-ионные аккумуляторы, что позволит создавать электротранспорт с более высокими экономическими показателями.



Добавить комментарий