Ученые создали суперконденсатор из древесной щепки

Исследователи технологического центра Университета штата Иллинойс сообщили о том, что смогли создать из древесной щепки суперконденсатор с емкостью, намного превосходящей современные конденсаторы, созданные на основе активированного угля. Помимо низкой стоимости, изобретение является экологически чистым продуктом, поскольку может производиться из отбросов деревообрабатывающих фабрик.

«Наш суперконденсатор способен накапливать электрический заряд подобно обычным батареям», - говорит ведущий инженер технологического центра Illinois Sustainable Technology Center Цзян Цзюньхуа. Но различия между названными устройствами существенные. Если в батарее для воспроизводства электроэнергии используется химическая реакция, то новый суперконденсатор накапливает заряженные ионы на своих электродах и быстро расходует их энергию во время разряда. Это позволяет за короткое время накопить огромное количество энергии и быстро от нее освободиться. Такое свойство может пригодиться, например, для обеспечения питания фотовспышки или во время пиковых нагрузок в городской электрической сети.

«Суперконденсаторы могут стать не только идеальным источником мгновенной энергии, но и смогут заменить обычные батарейки, отдающие энергию продолжительное время. При этом они могут быть намного дешевле в производстве», - продолжает Цзян Цзюньхуа. Действительно, новые конденсаторы могут оказаться полезными в таких отраслях экономики, как транспортные услуги, производство электроники, а также при генерации и накоплении электроэнергии на солнечных и ветроэлектростанциях.

Ведущий инженер Illinois Sustainable Technology Center утверждает, что «процесс производства конденсаторов на основе активированного угля является очень дорогим и сложным, поскольку приходится насыщать порами микроструктуры углерода и оптимизировать их расположение. Это позволяет увеличить общую площадь углеродных электродов и увеличить скорость захвата и освобождения заряженных ионов».

Зато в суперконденсаторах, сделанных из натурального древесного угля, уже существует естественная пористая структура, которая и служит поверхностью электрода. Это исключает необходимость применения дорогих технологий по восстановлению пористой структуры. Для получения готового электрода из древесных щепок их достаточно нагреть при низком содержании кислорода до температуры около 850 градусов. После чего сгоревшие щепки должны быть обработаны азотной кислотой. Побочный продукт такой обработки представляет собой безвредное соединение, которое может быть использовано в качестве удобрения. Новая технология кардинально уменьшает стоимость создания конденсаторов с огромной емкостью и увеличивает экологическую чистоту производства.

В заключение Цзян Цзюньхуа сообщил, что процесс производства суперконденсаторов из древесных щепок до 10 раз дешевле производства конденсаторов из активированного угля. После выработки ресурса, старые конденсаторы могут быть измельчены и стать отличным удобрением.