Пристрій набагато тонший за людську волосину перевершив за продуктивністю конденсатори з тих самих матеріалів, але з іншою структурою. Розробники, вчені з різних вишів США, переконані, що їхня технологія здатна здійснити революцію в системах накопичення енергії в різних галузях індустрії, зокрема, в медицині, авіації, електричному транспорті, побутовій електроніці та у військовій промисловості.
Діелектричні конденсатори – невід’ємний компонент сучасної електроніки та акумуляторних систем, що має важливу здатність швидко віддавати велику кількість енергії. Їхня головна перевага полягає у високій щільності потужності, проте їхня ємність поступається іншим накопичувачам енергії, наприклад, батареям. Ключовий фактор накопичення енергії в конденсаторі – комбінація діелектричної проникності та сили пробою діелектрика. Для збільшення ємності цього пристрою необхідний прогрес в обох аспектах, пише IE.
Інновація дослідників полягає у створенні нового типу конденсатора з полімерних шарів з двомірними наноскопічними заповнювачами. Акуратно розмістивши їх у певних шарах, вчені отримали структуру, що оптимізує продуктивність конденсатора. Ця надтонка структура, значно тонша за людську волосину, перевершує за продуктивністю конденсатори із заповнювачами, розташованими у випадковому порядку.
“Ми досягли проривної щільності енергії близько 75 Дж/см3, найвищої із зареєстрованих для полімерних діелектричних конденсаторів”, – сказав Маніндерджіт Сінгх, один із керівників проєкту.
Інноваційна архітектура конденсатора з ретельно вивіреним розташуванням нанокомпозитів відкриває шлях до виробництва гібридних конденсаторів для широкого спектра застосування: кардіостимуляторів, дефібриляторів, електроніки, електромобілів, акумуляторів і багато іншого. Науковці активно досліджують інші полімерні системи, пробуючи змінювати топологію полімерів, додавати інші наночастинки та сополімерні шари заради збільшення щільності енергії конденсаторів.
