Как и зачем ученые модернизируют суперконденсаторы?

Как и зачем ученые модернизируют суперконденсаторы?

Появление на массовом рынке в 60-х годах прошлого века первых переносных радиоприемников, а вслед за ними кассетных магнитофонов (с довольно большими по сегодняшним представлениям размерами) было бы невозможно наличия в мире массовых малогабаритных электрохимических источников электропитания.


В то время у конструкторов носимой электроники не было больших возможностей выбора: они использовали «то, что было» на рынке карманных фонариков – плоские и цилиндрические батарейки разового применения. Со временем производители батареек освоили производство аккумуляторов – пальчиковых (АА), минипальчиковых (ААА), таблеточных (для наручных часов), а по индивидуальным заказам компаний, выпускающих мобильные телефоны – плоских аккумуляторов специально согласованных форм, вписывающихся в фирменные мобильные девайсы.

В последние годы, предлагаемые на мировом рынке аккумуляторы для мобильных устройств, подвергаются критике производителей мобильных устройств из-за их низкой электрической емкости при больших габаритах, что является первостепенным «фактором торможения» в разработке более «тонкокорпусных» смартфонов. Поскольку величина заряда выпускаемых сегодня электрохимических аккумуляторов пропорциональна их габаритам, очевидно, что при уменьшенных размерах аккумулятора придется его чаще подзаряжать, а это – дополнительные и очень нежелательные хлопоты для владельцев смартфонов.



Поскольку давно ожидаемая революционная технология в электрохимических аккумуляторах неизвестно когда произойдет, для удлинения времени работы аккумулятора смартфона предложены несколько решений его «незаметной для пользователя» подзарядки вдали от розеток электрических сетей. Правда, для реализации этих решений тому же пользователю придется обзавестись устройствами, преобразующими природную энергию из окружающего пространства в электрический ток, подзаряжающий аккумулятор смартфона. Сегодня известны два типа таких устройств (правда, они еще далеки от массового употребления) – солнечные панели, закрепляемые, например, на одежде, и поглотители-преобразователи энергии электромагнитных волн.

Несколько лет назад стало известно о еще одном перезаряжаемом источнике электропитания – так называемом «суперконденсаторе», который сможет в обозримом будущем конкурировать с традиционным электрохимическим аккумулятором. И пока технология его производства не доведена до коммерческого применения, ученые «попутно» разрабатывают технологии подзарядки суперконденсатора энергией окружающей среды. Последний пример решения в этой области – суперконденсатор Thermally Chargeable Solid-state Supercapacitor, который может подзаряжаться, самостоятельно преобразуя тепловую энергию окружающей среды (в том числе, исходящую от тела человека) в электрический ток.

В новой разновидности тонкого и гибкого суперконденсатора, разработанного в Техасском университете A&M, использовано явление термодиффузии в твердотельных полимерных электролитах. За счет этого явления под влиянием температурного градиента ионы электролита перемещаются от более горячей стороны в сторону более холодной. При этом на электродах суперконденсатора возникает дополнительная (по отношению к имеющейся) электрохимическая разность потенциалов.

См. также:


Комментарии