AFM: суперконденсаторы на основе пластика помогут эффективно хранить энергию

Химики из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе создали материал на основе пластика PEDOT (полидиокситиофен), который способен значительно повысить эффективность суперконденсаторов. Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials (AFM).

PEDOT — это прозрачный и гибкий пластик, известный своими проводящими свойствами. Он уже используется в сенсорных экранах и органических солнечных батареях. Однако его потенциал в качестве материала для хранения энергии ранее был ограничен низкой электропроводностью и недостаточной площадью поверхности.

Исследователи разработали новый метод, который позволяет выращивать вертикальные нанонити PEDOT. Эти нанонити напоминают густую траву, что многократно увеличивает поверхность материала и его способность накапливать заряд. Процесс начинается с нанесения капли раствора оксида графена и хлорида железа на графитовую основу. Затем образец обрабатывается парами химикатов, из которых формируются вертикальные нанонити PEDOT.

"Эта уникальная структура значительно увеличивает площадь поверхности, что позволяет PEDOT удерживать больше энергии", — отметил ведущий автор исследования Махер Эль-Кади.

Новый PEDOT показал емкость почти в 10 раз выше и электропроводность в 100 раз выше традиционного PEDOT. При он выдерживает более 70 тысяч циклов зарядки-разрядки без существенного разрушения. Эти свойства делают новый материал идеальным для применения в суперконденсаторах — устройствах, способных быстро заряжаться и разряжаться. Такие суперконденсаторы особенно полезны для накопления энергии от возобновляемых источников.

Разработка открывает путь к созданию более быстрых, эффективных и долговечных систем хранения энергии. Это не только способствует снижению зависимости от ископаемого топлива, но и улучшает доступность экологически чистых технологий.

"Наши достижения демонстрируют огромный потенциал использования PEDOT и графена в суперконденсаторах, что позволит решать глобальные задачи энергетики", — подчеркнул профессор Ричард Канер, соавтор исследования.

Команда планирует расширить исследования, изучая сплавы на основе PEDOT и их свойства. Такие материалы могут стать основой для новых технологий в области хранения энергии, а также найдут применение в электронике будущего.