Профессор электроники Джоел Шиндалл (Joel Schindall) приводит пример с гибридными автомобилями, работающими от
аккумуляторов и бензинового двигателя. Если бы бензиновый ДВС можно было полностью заменить электродвигателем, то современных аккумуляторных батарей не хватит для поездки на 200–300 км. Но если использовать быстро заряжающуюся
батарею с включением нанотрубок, машины можно будет полностью перевести на электрическую энергию.
Началось исследование аккумуляторов на нанотрубках с композитных материалов нанотрубки-кремний. Но массовое производство чипов на нанотрубках до сих пор затруднено из-за высокой конечной стоимости аккумулятора. «Однако с каждым месяцем мы все больше и больше узнаем о новых исследованиях в области наноматериалов, которые позволят существенно снизить стоимость нанотрубок», — говорит проф. Шиндалл.
Устройство, которое создали ученые из лаборатории электромагнетизма и электронных систем Массачусетского технологического института (МТИ), представляет собой не простой аккумулятор, а конденсатор, сообщает SmallTimes. Как известно, конденсаторы могут запасать гораздо больше электроэнергии, чем аккумуляторы, и заряжаются за очень короткий промежуток времени, однако так же быстро отдают электроэнергию.
В 1960 годах ученые-химики открыли особый способ изготовления сверхмощных конденсаторов, используя для покрытия электродов особую форму углерода — charcoal. Кристаллы углерода помогали накапливать конденсатору большой электрический заряд. В начале 90-х годов прошлого столетия ученые научились синтезировать нанотрубки — цилиндрическую форму углерода. Как оказалось, их свойства отличаются от кристаллов charcoal и позволяют гораздо эффективнее накапливать заряд. Тогда же появились первые идеи о том, как использовать эти полезные свойства углеродных нанотрубок для создания сверхмощных конденсаторов.
Как недавно выяснили ученые из МТИ, электроды, покрытые слоем нанотрубок, позволяют разряжаться конденсатору не мгновенно, а за несколько часов, что, естественно, позволяет подобному конденсатору работать в автомобилях и мобильных устройствах.
Этот эффект достигнут благодаря увеличению площади электродов батареи-конденсатора с помощью нанотрубок.
Полученные экспериментальные образцы суперконденсаторов (так назвали этот тип устройств) уверенно свидетельствуют о том, что количество циклов разряд-заряд может достигать нескольких тысяч, что, естественно, несопоставимо с традиционными аккумуляторами.
По мнению проф. Шиндалла, несмотря на преимущества суперконденсаторов на основе нанотрубок, они не смогут за несколько недель изменить традиционный рынок устройств хранения энергии. Слишком много средств инвестировано крупными компаниями в усовершенствование обычных
Li-ION-батарей. Скорее всего, переход на
нанотрубочные элементы будет постепенным — для этого потребуется год или два.
Поделиться