Новейший метод создания электродов суперконденсаторной батареи, который не вызывает помех со стороны пассивных компонентов.

Исследователи из Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории (PNNL) представили новый метод создания электродов для зарядки гибридных батарей, который обеспечивает выдающуюся электрическую емкость и долговременную стабильность. Ионная мягкая посадка — это метод, при котором электроды накапливают дополнительную энергию, а срок службы увеличивается вдвое по сравнению с обычным методом. Этот метод очень прост, благодаря чему получаются высокоэффективные, экономичные и долговечные аккумуляторные батареи.

Замечательным преимуществом ионной мягкой посадки является способность создавать поверхность электрода особым образом, при котором используются только лучшие молекулы из сложной композиции исходных компонентов. Исследователи сосредоточились на применении этого способа создания электродов в гибридной батарее с быстрозаряжающимся суперконденсатором. Для гибридных электромобилей выгодно, что это намного удобнее, чем использование литий-ионных аккумуляторов.

Джулия Ласкин, химик и сотрудник лаборатории Тихоокеанской северо-Западной национальной лаборатории Министерства энергетики, заявила: “Это первый случай, когда кто-либо смог собрать функционирующую батарею, используя ионную мягкую посадку”. Ведущий автор и химик PNNL Венкатешкумар Прабхакаран добавил: “Это поможет нам решить важные научные вопросы об этой технологии хранения энергии, представляющей собой гибрид обычных литиевых аккумуляторных батарей и суперконденсаторов, обладающих очень высокой плотностью энергии”.

Ласкин и его команда использовали электроды суперконденсатора, состоящие из очень крошечных углеродных трубок, и распыляли химическое вещество под названием полиоксометалат или ПОМ, которое содержит как положительные, так и отрицательные ионы, для создания гибридных электродов. Ионная мягкая посадка использовала только отрицательные ионы, содержащиеся в POM и оставшиеся на поверхности электрода. Команда создала гибридную батарею размером в квадратный сантиметр в сочетании с ионной жидкой мембраной, которая служила электролитом. Электролит имел форму твердого геля.

Команда проверила емкость накопителя энергии и циклы зарядки и разрядки, с которыми может справиться гибридная батарея с мягкой посадкой, прежде чем она постепенно разрядится. Они также провели сравнение этой батареи с обычной гибридной батареей, используя метод нанесения электрораспылением. Результат ионной мягкой посадки по сравнению с обычным электрораспылением был замечательным. Ионная мягкая посадка могла бы удерживать на треть больше энергии и накапливать на 27% больше энергии, чем обычная. При наименьшем количестве ПОМ он обеспечивает гораздо более высокую емкость по сравнению с обычными ПОМ-электродами на основе натрия, для достижения максимальной емкости которых требуется удвоить количество ПОМ-материала. Команда также поняла, что, используя технику мягкой посадки, гибридные батареи удвоят срок службы.