Суперконденсаторы будущего из конопли

Дэвид Митлин из Альбертского университет (Канада) и его команда установили, что переработанные волокна конопли обладают способностью накапливать столько же энергии и мощности, как и графен, поэтому было бы разумно использовать это растение для производства суперконденсаторов. Результаты экспериментов были представлены на 248-й конференции Американского химического общества.

Суперконденсаторы — устройства для хранения энергии, имеющие большой потенциал для использования в электронике — должны будут кардинальным образом изменить сам способ питания электроприборов. В отличие от сегодняшних аккумуляторов, которым требуется несколько часов для подзарядки, суперконденсаторы смогут заряжаться всего за несколько секунд. Но, к сожалению, по такой важной характеристике, как плотность энергии, существующие устройства пока уступают аккумуляторам.

Избавиться от этого недостатка могут помочь электроды нового типа, которые Митлин и его команда предложили изготавливать из волокон конопли, а не из графена, который в настоящий момент является главным претендентом на эту роль.

«Электрохимические характеристики нашего устройства такие же или даже лучше, чем у суперконденсаторов на основе графена. Главное преимущество в том, что наши электроды изготавливаются из биотходов в ходе простого производственного процесса, и поэтому они намного дешевле, чем электроды из графена», — говорит Митлин.

В ходе экспериментов с волокнами из стеблей конопли ученые обнаружили, что если нагревать их в течение 24 часов при температуре +176 °С, а затем разрушить полученный материал при еще более интенсивном нагреве, то он начинает расслаиваться на углеродные нанолисты.

Суперконденсаторы, созданные Митлином с помощью таких «конопляных» электродов и ионной жидкости в качестве электролита, при проверке показали лучшие характеристики по сравнению с суперконденсаторами, которые создавались до сих пор.

Они превзошли существующие аналоги и по плотности энергии и по теплостойкости, и по диапазону рабочих температур (от минусовых температур — до +93 °С и выше). Плотность энергии у суперконденсаторов Митлина достигает 12 Втч/кг, а это в два-три раза выше, чем у любого другого суперконденсатора.