Технология микромасштабных суперконденсаторов (ионисторов) на основе графена позволяет заряжать и разряжать устройства в сотни и даже тысячи раз быстрее, чем стандартные аккумуляторные батареи.

Ученые предлагают изготавливать суперконденсаторы с помощью стандартного пишущего DVD-привода, поддерживающего технологию LightScribe, которая изначально предназначалась для нанесения рисунка на обратную сторону оптических дисков, но в UCLA смогли сделать ее намного полезнее.

Исследователи покрыли диск слоем оксида графита на пластиковой подложке, а затем выжгли лазером стандартного пишущего DVD привода очертания обкладок (электродов) ионистора.

Под действием красного лазера с длиной волны 650 нанометров оксид графита превратился в графен, электропроводность которого на шесть порядков выше, чем у исходного материала. Ученым удалось менее чем за полчаса получить более 100 графеновых суперконденсаторов на одном диске. В лабораторных образцах удалось достичь плотности мощности в 200 ватт на кубический сантиметр.

Как известно чем меньше расстояние между обкладками суперконденсатора, тем больше его емкость. Поэтому исследователи выбрали модель, позволяющую не только задействовать максимальную площадь рабочей поверхности, но и уменьшить путь, проходимый ионами в электролите до электродов.
Они отказались от наложения нескольких слоев графеновых электродов, так как такая конструкция, несмотря на ее функциональность, плохо совмещалась с интегральными схемами. Именно поэтому суперконденсаторы состоят из чередующихся на одной плоскости разделенных диэлектриком электродов.

Получаемые системы хранения энергии выдерживают значительные деформации без какого-либо ущерба и демонстрируют отличную стабильность на протяжении множества циклов зарядки. До сих пор традиционные технологии изготовления микро-суперконденсаторов предполагали использование трудоемких литографических техпроцессов. Это в свою очередь оборачивается невозможностью разработки конкурентоспособных с экономической точки зрения устройств.
Ученые отмечают, что их разработка может быть интегрирована в гибкие дисплеи и «электронную бумагу», а также в носимую электронику. Покрытие на основе графена может наноситься на обратную сторону солнечных панелей и служить для аккумуляции энергии. Сейчас UCLA ведет поиск инвесторов и промышленных партнеров с целью организации массового выпуска микро-суперконденсаторов.
источник: macdigger.ru