Мятый графен позволит выпускать суперконденсаторы для гибких устройств

+7 926 604 54 63 address
Мятый графен
Изображение структуры мятого графена, полученное с помощью электронного микроскопа.

Конденсаторы с высокой ёмкостью являются во многих случаях хорошей альтернативой перезаряжаемым аккумуляторам благодаря высокой плотности накопленной энергии и умению быстро отдавать её. Графен с его большой электропроводностью, малой толщиной и выдающейся механической прочностью представляет собой идеальный материал для электродов конденсаторов. Расширить сферы применения графена в конденсаторах поможет изобретение сотрудников Массачусетского технологического института, которые смогли изготовить графеновую «бумагу», способную не только гнуться, но в несколько раз увеличивать свою площадь.

Идея, лежащая в основе изобретения, проста: графен наносят на полимерную плёнку, которая предварительно растягивается в двух направлениях. После сжатия по одному из измерений графен укладывается волнами, образуя характерные складки. Затем, после возвращения обычных размеров по второму измерению, графеновый слой формирует хаотическую структуру. Получившийся слой обладает всеми необходимыми свойствами электрода конденсатора, при этом способен многократно гнуться и растягиваться с увеличением линейных размеров примерно в три раза, а площади — примерно в восемь раз. Опытный образец показал способность растягиваться и распрямляться до 1000 раз без потери своих свойств.

В качестве изолятора между двумя электродами предлагается использовать гидрогель, который тоже легко растягивается и гнётся. Авторы работы утверждают, что изготовленные по данной технологии гибкие суперконденсаторы будут просты в производстве и недороги.

Схема производства мятого графена
Для производства мятого графена гладкую графеновую бумагу наносят на предварительно растянутую полимерную плёнку, а затем возвращают её в исходное состояние поочерёдно по двум измерениям.

Среди возможных сфер применения гибких суперконденсаторов учёные называют гибкие электронные устройства, прежде всего, носимые или имплантируемые биомедицинские датчики.

.
Комментарии