 Микро-суперконденсаторы являются перспективной альтернативой микро-батарей из-за их высокой мощности и длительного срока службы. Они были в разработке около десяти лет, но до сих пор они не хранятся значительно меньше энергии, чем микро-батарей, которая ограничивает их применение. Теперь исследователи в Тулузе и Квебеке разработали материал электрода, который позволяет электрохимическим конденсаторам производить результаты, аналогичные батареям, при сохранении своих особых преимущества.
С развитием встроенных электронных систем и беспроводных технологий, миниатюризация устройств хранения энергии также стала необходимой. Микро-батареи уже широко распространены и способны хранить большое количество энергии за счет их химических свойств. Тем не менее, они страдают от колебаний температуры, низкой электроэнергии и ограниченного срока службы (примерно около нескольких сотен циклов заряда/разряда). В отличие от них, микро-суперконденсаторы имеют высокую мощность и теоретически бесконечный срок жизни, но при этом хранят только небольшое количество энергии.
Микро-суперконденсаторы были предметом увеличения количества исследований в течение последних десяти лет, но никаких конкретных приложений не возникало для них. Их низкая плотность энергии означало, что они не могли использоваться для питания датчиков или микроэлектронных компонентов. Исследователям удалось устранить это ограничение путем объединения лучших особенностей микро-суперконденсаторов и микро-батарей.
Они разработали материал электрода, плотность энергии которого превышает все системы, доступные на сегодняшний день. Электрод выполнен из очень пористой структуры золота, в которую был вставлен оксида рутения. Он синтезируется с помощью электрохимического процесса. Эти дорогие материалы могут быть использованы потому, что их компоненты являются крошечными: порядка нескольких квадратных миллиметров. Электрод был использован, чтобы сделать микро-суперконденсаторы с плотностью энергии 0,5 Дж/см, что примерно в 1000 раз больше, чем у существующих микро-суперконденсаторов, и очень похоже на характеристики плотности текущих литий-ионных микро-батарей.
С этой новой плотностью энергии, длительным сроком службы, высокой мощностью и толерантностью к изменениям температуры, эти микро-суперконденсаторы, наконец, могут быть использованы в носимых, умных, встроенных микросистемах.
|
