Разработан гибкий суперконденсатор на основе бумаги для носимой электроники

Издание Nature Communications сообщает, что группа ученых из США и Кореи разработала и получила гибкий материал, который может быть использован в качестве электрода для создания суперконденсатора. Самое интересное, что он разработан из целлюлозы (бумаги) и может быть использован в носимой электронике. Полученный материал обладает более высокими значениями удельной мощности и плотности энергии по сравнению с существующими аналогами.

Изготовлен суперконденсатор следующим образом: с помощью послойного осаждения на волокно целлюлозы поочередно наносятся слои проводящих и диэлектрических наночастиц диаметром в 10 нанометров. В качестве проводящего материала было использовано золото, а в качестве диэлектрика — оксиды железа и марганца. Между слоями ученые добавили дополнительную прослойку поверхностно-активного вещества.

Анализ свойств полученного материала показал, что такой подход с большим количеством слоев приводит к большому увеличению проводимости. Кроме того, в ходе дальнейших изысканий выяснилось, что из электродов на основе нового материала можно собрать гибкие суперконденсаторы, которые превосходят любые аналоги в несколько раз. К примеру, максимальная поверхностная мощность суперконденсаторов равна 15 милливольтам на квадратный сантиметр, а максимальная плотность энергии — 270 микроватт-час. При этом за 5 тысяч циклов перезарядки суперконденсатор сохранял более 90% своей емкости.

Использование новых суперконденсаторов в носимой электронике может значительно улучшить характеристики устройств. Кроме того, в качестве элементов питания можно использовать не классические батареи, заряжающиеся от сети, а источники питания, которые заряжаются при движении или от тепла человеческого тела.