Ученые сделали еще один большой шаг по направлению к созданию волокноподобного накопителя энергии. Подобное устройство можно будет вплетать в одежду, а использоваться оно будет для питания медицинских приборов, некоторых мобильных устройств и другой электроники, которая не расходует много энергии.
Устройство представляет собой суперконденсатор, содержащий переплетающуюся систему графеновых и углеродных нанотрубок. Они переплетены так плотно, что позволяют хранить количество энергии, сопоставимое с некоторыми тонкопленочными литий-ионными аккумуляторами. Ранее последние имели значительное преимущество перед суперконденсаторами.
В исследовании принимают участие сингапурские, китайские и американские ученые. По их словам, разработка имеет наибольший на сегодняшний день показатель объемной плотности энергии для микромасштабных углеродных суперконденсаторов – 6,3 микроватт-часов на куб. мм.
Помимо этого, устройство заряжается и разряжается значительно быстрее, чем аккумуляторы. Его емкость может быть практически неограниченной – на сегодняшний день ученые уже создали 50-метровые волокна, и говорят, что длина может быть еще больше.
Для улучшения показателя объемной плотности энергии было разработано гибридное волокно. Для этого раствор, содержащий окисленные одностенные нанотрубки, окись графена и этилендиамин, прокачали через гибкую узкую усиленную трубку (капиллярную колонну) и нагревали в печи 6 часов.
Листы графена различной толщины, а также выровненные одностенные углеродные нанотрубки в результате организовались во взаимосвязанную пористую сеть на протяжении всего волокна. Эта структура имеет огромную площадь – 396 кв. м. на грамм. Использование множества капиллярных колонн позволит создавать волокна в значительных масштабах и поддерживать качество полученного материала.