Група вчених з Інституту твердого тіла і досліджень матеріалів Лейбніца (Leibniz Institute for Solid State and Materials Research) у Дрездені, Німеччина, на чолі з професором Олівером Г. Шмідтом (Professor Oliver G Schmidt), розробила досить потужний мікросуперконденсатор, товщиною всього у кілька нанометрів. 

Застосування таких суперконденсаторів у якості джерела електроживлення електроніки дозволить розробити і почати виробництво мобільних телефонів, портативних комп'ютерів, камер значно менших розмірів, ваги і товщини, ніж вони мають у даний час. Крихітний суперконденсатор має розміри менше половини сантиметра з кожного боку і виготовлений з гнучкого матеріалу, що відкриває можливість його застосування в еластичній електроніці.

У даний час одним із найбільш вузьких місць при створенні портативних електронних пристроїв є їх джерела живлення, у якості яких за традицією використовуються літій-іонні або літій-полімерні акумуляторні батареї. Ці акумулятори мають досить великі розміри і вагу, а їх конструкція не допускає згину та прикладання механічних навантажень.

Альтернативою акумуляторним батареям є суперконденсатори - конденсатори великої ємності з малими струмами власного витоку, вони володіють схожими з акумуляторним батареями значеннями електричної ємності і мають ще цілий ряд позитивних відмінних рис. Зазвичай електроди суперконденсаторів виготовляються з графену, інших форм вуглецю або струмопровідних полімерних матеріалів і, у більшості випадків, ці матеріали і технології виробництва є досить дорогими.

Німецькі дослідники, створюючи свій малогабаритний суперконденсатор, пішли не традиційним шляхом. У якості альтернативного матеріалу електродів вони використали діоксид марганцю, матеріал, нешкідливий для навколишнього середовища, досить поширений у природі і тому менш дорогий, ніж інші матеріали. Однак, діоксид марганцю має досить низьку електропровідність, у його природному вигляді він досить крихкий і недостатньо міцний. Вчені подолали всі ці проблеми, випаровуючи матеріал за допомогою електронного променя і конденсуючи його на поверхню основи у вигляді надтонкої гнучкої плівки. Потім, для поліпшення електропровідності, у ці плівки були включені дуже тонкі шари золота, хоча допускається використання для цього й інших металів.

Випробування одержаних суперконденсаторів показали, що це крихітне гнучке джерело електроживлення може ефективно і швидко запасати і віддавати енергію, забезпечуючи значення щільності зберігання енергії, що перевищує значення аналогічних показників інших сучасних суперконденсаторів.

"Наша технологія може бути використана спільно з багатьма іншими технологіями, що застосовуються для мініатюризації електронних пристроїв, а процес виробництва суперконденсаторів з електродами з діоксиду марганцю повністю сумісний з існуючими технологіями виготовлення напівпровідникових приладів. Це дозволить, при потребі, вбудовувати джерела живлення прямо у чипи мікросхем, роблячи ці мікросхеми або системи-на-чипі повністю незалежними"- розповідає доктор Ченглін Ян (Dr Chenglin Yan), голова дослідницької групи.

"Створюючи наші суперконденсатори, ми мали на меті отримання мініатюрного пристрою з високою щільністю зберігання енергії при вкрай низькій його вартості. Використання золота робить цю технологію більш дорогою, але ми зараз розглядаємо варіант його заміни більш дешевим металом, наприклад, чистим марганцем. Така заміна дозволить нашому обладнанню проникнути на широкий ринок і витримати жорстку конкуренцію з боку інших технологій виробництва мініатюрних джерел енергії для електроніки".

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: dailytechinfo.org