Томские инженеры в коллаборации с китайскими коллегами достигли значительного прогресса в разработке миниатюрных конденсаторов, способных функционировать в экстремальных температурных условиях. Согласно данным Томского политехнического университета, новое устройство демонстрирует стабильную работу в диапазоне температур от -30 до +80 градусов Цельсия, при этом сохраняет ёмкость не менее 75,5%. Это открытие открывает новые перспективы для создания гибких накопителей энергии с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Микроконденсаторы представляют собой перспективные элементы для хранения энергии благодаря их высокой энергетической плотности, возможности быстрой зарядки и стабильной работы. Однако современные гибкие аккумуляторные системы сталкиваются с рядом проблем при эксплуатации в экстремальных температурных условиях: при отрицательных температурах происходит кристаллизация электролита, а при высоких – испарение влаги, что негативно сказывается на их эффективности.
Разработанный гибкий микроконденсатор использует дисульфид молибдена в качестве катодного материала, оксид графена в роли анода и гидрогелевый электролит, который обеспечивает защиту от замерзания и снижает испарение влаги. Такой композитный подход позволяет значительно повысить термостойкость и стабильность работы устройства.
Профессор Рауль Родригес из Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета отметил, что современная носимая электроника должна обладать компактностью, гибкостью и устойчивостью к экстремальным условиям. Новая технология характеризуется высокой энергетической плотностью, долговечностью и использованием доступных материалов, что делает её перспективной для массового производства и широкого применения в различных областях.
Микроконденсатор способен аккумулировать до 15 мегаватт-часов на квадратный сантиметр площади и сохраняет свою ёмкость после 8000 циклов зарядки-разрядки, что является выдающимся показателем для данного типа устройств. Это делает его пригодным для интеграции в носимую электронику, медицинские приборы и системы бесперебойного питания.
В перспективе планируется усовершенствовать материалы электродов и состав гидрогеля, что позволит повысить энергетическую плотность, долговечность и эксплуатационные характеристики устройства. Результаты данного исследования были опубликованы в престижном журнале Journal of Power Sources, что подтверждает их научную значимость и практическую актуальность.
Сотрудничество учёных из Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета и Университета электронных наук и технологий Китая свидетельствует о высоком уровне международного научного обмена и синергии в области разработки инновационных энергетических решений, сообщает progorodsamara.ru.