Ученые из России и Финляндии разработали прозрачный и гибкий суперконденсатор на основе пленки из углеродных нанотрубок. Высокопроизводительные устройства могут быть в будущем использованы для хранения энергии от электронов до фотовольтаики. Ученые опубликовали статью в журнале Nanotechnology. Кратко результаты работы представлены в пресс-релизе.
Прозрачные суперконденсаторы могут найти применение в таких продуктах, как умная одежда, умные окна для автомобилей и самолетов, сворачивающиеся дисплеи с автономным питанием, носимая оптоэлектроника и электронная кожа.
Ученые, в их числе сотрудники Сколковского института науки и технологии Альберт Насибулин и Алексей Цапенко, создали устройство под названием электромеханический двухслойный конденсатор. Материалом для него послужили одностенные углеродные нанотрубки, обладающие удачной комбинацией свойств таких как большая площадь поверхности, высокая прочность, эластичность и способность противостоять очень высоким токам, которая важна для быстрой зарядки и разрядки.
Проблема в том, что из нанотрубок нужно сделать тонкие пленки, чтобы использовать в качестве электродов в супереконденсаторе. Существующие технологии создания таких пленок обладают недостатками, которые ограничивают их применение. В этой работе ученые разработали новый метод создания тонкой пленки из одностенных углеродных нанотрубок с помощью одношагового синтеза аэрозоля. Такая встроенная в суперконденсатор тонкая пленка показывает самую высокую прозрачность (92%), удельную емкость массы (178 F/g) и одну из самых высоких удельных емкостей поверхности (552 µF/cm2) в сравнении с другими гибкими, прозрачными суперконденсаторами на основе углерода. Пленка очень стабильна, ее емкость не деградирует после 10000 циклов заряда.
«Вместе с Таней Каллио мы сейчас работаем над новым типом растягивающихся и прозрачных суперконденсаторов из одностенных углеродных нанотрубок. Мы уверены, что можно создать прототип, который выдержит 100%-удлинение без деградации», — сказал Альберт Насибулин.
