Ученые создали суперконденсатор, близкий по параметрам к аккумулятору

Экспериментальный суперконденсатор (ионистор) с плотностью заряда, близкой аккумуляторам, создала группа ученых Мюнхенского технического университета (TUM) в сотрудничестве с другими научными учреждениями, 4 января сообщает британский журнал об электронике Electronics Weekly.

Ученные добились плотности заряда 73 Вт⋅ч/кг, что соответствует параметрам никель-металлогидридных аккумуляторов. По характеристикам новый суперконденсатор заметно превосходит большинство существующих аналогов.

Новый ионистор использует сочетание металлоорганических каркасов с графеном в качестве электродов и электролит на водной основе. Сочетание материалов позволило добиться большой площади поверхности электродов и высокой проводимости при сохранении достаточной надежности.

Последнее свойство неоднократно становилось препятствием на пути подобных экспериментов в прошлом. Металлоорганические композиты плохо связываются с графеном, а чистый графен не образует поверхности большой площади из-за свойства сворачиваться в трубку. В результате получались либо хрупкие электроды, либо маленькая площадь их поверхности.

Решить проблему удалось с помощью поверхностно-модифицированного графена, способного связываться с металлоорганическими композитами. Материал под наименованием GA@UiO‐66‐NH2 с пористостью 780 м2/г выступил в роли анода (положительного контакта), а MXene Ti3C2Tx — в роли катода (отрицательного контакта).

Испытания показали сохранение емкости на уровне 90% после 10 тыс. циклов заряда-разряда.