"Есть два способа повысить количество запасаемой в суперконденсаторе энергии. Можно увеличить эффективную площадь поверхности электродов за счет структурирования поверхности или внедрить атомы другого элемента в углеродный материал электродов. В этой работе мы продвинулись в понимании эффекта от включения посторонних атомов в кристаллическую решетку", - пояснил старший преподаватель Центра технологий материалов "Сколтеха" Станислав Евлашин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Евлашин и другие ученые уже много лет работают над разработкой новых типов и оптимизацией свойств уже существующих форм суперконденсаторов - электрических устройств. Они способны запасать большое количество энергии и почти мгновенно выделять ее назад почти неограниченное число раз. Их использование в электромобилях и электроавтобусах позволяет экономить ресурс литий-ионных аккумуляторов, а также снижает вероятность перегрева и взрыва этих батарей.
Как отмечают исследователи, в последние годы ученые активно работают над созданием суперконденсаторов на базе различных наноматериалов на базе углерода, в том числе "стопок" из листов графена и так называемых углеродных наностенок. Одним из главных препятствий для их ускоренного внедрения в промышленное производство данных накопителей энергии является то, что они отличаются относительно низким соотношением емкости и площади поверхности.
Российские ученые предположили, что данную проблему можно решить, если внедрить в толщу этих наноматериалов большое число других атомов при помощи плазмы. Руководствуясь этой идеей, исследователи изучили действие шести различных форм этой субстанции, полученных из чистого аргона и его смеси с азотом, хлором, бромводородом, гексафторидом серы и хлоридом бора, на углеродные наностенки.
Эти опыты показали, что обработка данного наноматериала при помощи плазмы из аргона и азота привела к удвоению его поверхностной емкости, тогда как другие формы плазмы не оказали желаемого эффекта. При этом исследователи получили массу сведений о том, как протекает процесс улучшения качеств наностенок с электрохимической точки зрения. В перспективе это позволит сделать углеродные суперконденсаторы еще более емкими, подытожили Евлашин и другие ученые.
