В Институте катализа СО РАН создают материалы для суперконденсаторов из скорлупы кедрового ореха

В Институте катализа Сибирского отделения РАН приступили к созданию углеродных материалов для суперконденсаторов — их делают из скорлупы кедрового ореха. Благодаря свойствам новых углеродных материалов получится повысить энергоэффективность этих устройств.

Суперконденсатор, или ионистор — устройство, которому нужно всего 10–20 секунд для полной зарядки, а заряжать и разряжать его можно сотни тысяч раз. Высокая скорость зарядки, чрезвычайно длинный жизненный цикл и высокая мощность — преимущества ионисторов перед литий-ионными аккумуляторами, которые долго заряжаются и со временем теряют свою емкость. Суперконденсаторы используют в источниках бесперебойного питания, альтернативной энергетике, электротранспорте и космической отрасли.

Способность накапливать энергию зависит от характеристик материалов, из которых делают электроды. В ИК СО РАН в качестве углеродных материалов используют активированные угли. Для их производства ученые выбрали скорлупу кедрового ореха — это единственный орех, который заготавливают в России в промышленных масштабах. Уголь из него имеет большую площадь — 2.2 тыс. метров на грамм — а значит, элементы могут запасать больше энергии.

«Скорлупа орехов обладает повышенной плотностью, которая в определенной мере передается конечному продукту. Чтобы достигнуть высоких энергоемкостных показателей на единицу объема суперконденсатора, материал электрода должен быть плотным и с высокой удельной площадью поверхности. Чем плотнее материал, тем меньший объем он занимает, а большая поверхность обеспечивает высокую емкость», — рассказывает старший научный сотрудник Инжинирингового центра ИК СО РАН Петр Елецкий.

Первые испытания показали перспективность новых материалов. В планах ученых — улучшить процесс синтеза активированного угля, чтобы использовать его в суперконденсаторе с максимально возможной энергоемкостью. Следующим шагом станет создание прототипа мощного ионистора.