В революционном достижении химики UCLA разработали новый тип пленки PEDOT (поли(3,4-этилендиокси-тиофен)), который значительно улучшает возможности хранения энергии. Эта текстурированная, похожая на мех пленка PEDOT обладает поверхностью, способной хранить почти в десять раз больше заряда, чем традиционный PEDOT, и при этом выдерживает почти 100 000 циклов зарядки.
Исторически PEDOT использовался в различных электронных приложениях благодаря своим отличным изоляционным свойствам. Однако его потенциал для хранения энергии оставался недооцененным из-за ограничений в электрической проводимости и площади поверхности. Команда UCLA справилась с этими проблемами, применив уникальный процесс роста в паровой фазе для создания вертикальных нанофибр, что значительно увеличивает площадь поверхности материала.
По словам Махера Эль-Кади, ученого-материаловеда UCLA, «уникальный вертикальный рост материала позволяет нам создавать электроды PEDOT, которые хранят гораздо больше энергии, чем традиционный PEDOT». Эта инновация может проложить путь к суперконденсаторам, которые смогут удовлетворить растущие потребности в хранении энергии, особенно по мере перехода мира к решениям на основе возобновляемых источников энергии.
Суперконденсаторы, в отличие от батарей, хранят энергию за счет накопления электрического заряда на своих поверхностях, что позволяет быстро заряжаться и разряжаться. Это делает их идеальными для таких приложений, как рекуперативное торможение в электрических автомобилях и мощные вспышки в камерах. Новый материал PEDOT продемонстрировал проводимость в 100 раз выше, чем у стандартных продуктов PEDOT, и электрохимически активная поверхность в четыре раза больше, что значительно улучшает его характеристики.
Исследователи сообщили, что емкость хранения заряда нового материала превышает 4600 миллиФарад на квадратный сантиметр, что является замечательным увеличением по сравнению с традиционным PEDOT. Ричард Канер, профессор химии в UCLA, заявил: «Исключительная производительность и долговечность наших электродов показывают большой потенциал для использования графенового PEDOT в суперконденсаторах, которые могут помочь нашему обществу удовлетворить свои энергетические потребности.»
Это достижение не только обещает улучшение систем хранения энергии, но и согласуется с глобальными усилиями по устойчивому развитию и производству возобновляемой энергии.