Описание

Скорлупа орехов обладает повышенной плотностью, которая в определенной мере передается конечному продукту. Чтобы достигнуть высоких энергоёмкостных показателей на единицу объёма суперконденсатора, материал электрода должен быть плотным и с высокой удельной площадью поверхности. Чем плотнее материал, тем меньший объём он занимает, а большая поверхность обеспечивает высокую ёмкость

Предмет

Сотрудники отдела нетрадиционных каталитических процессов и Инжинирингового центра Института катализа Сибирского отделения РАН начали создавать углеродные материалы для суперконденсаторов на основе скорлупы кедрового ореха. Свойства этих материалов позволят получить элементы с высокой плотностью запасаемой энергии.

Суперконденсатор, или ионистор — устройство, которому нужно всего 10—20 секунд для полной зарядки, а заряжать и разряжать его можно сотни тысяч раз. Высокая скорость зарядки, чрезвычайно длинный жизненный цикл и высокая мощность — преимущества ионисторов перед литий-ионными аккумуляторами, которые долго заряжаются и со временем теряют свою ёмкость.

Суперконденсаторы используют в источниках бесперебойного питания, альтернативной энергетике, электротранспорте и космической отрасли.

Способность ионисторов накапливать энергию во многом зависит от текстурных характеристик материалов, которые используют в электродах. Чем выше удельная площадь поверхности материала, тем больше заряда ионистор может запасать. Для производства электродов чаще всего применяют активированные углеродные материалы с высокоразвитой пористой структурой. Сотрудники отдела нетрадиционных каталитических процессов Института катализа СО РАН опубликовали в Journal of Energy Storage обзор таких перспективных материалов и способов их получения.

В ИК СО РАН в качестве углеродных материалов используют активированные угли. Для их производства учЁные выбрали скорлупу кедрового ореха — единственного ореха, который заготавливают в России в промышленных масштабах.

В планах исследователей — улучшить процесс синтеза активированного угля, чтобы его свойства стали оптимальными для использования в суперконденсаторе с максимально возможной энергоёмкостью. Следующим шагом должно стать создание прототипа мощного ионистора.