Характеристика исследований в области химической энергетики. Определение основных свойств органических гидрогелей. Рассмотрение технологии создания суперконденсатора на основе подготовленного гидрогеля. Анализ нового материала для солнечных батарей.
Аннотация к работе
разработка принципов и вариантов применения нанотехнологий в энергосбережении, - развитие новых энергетических технологий применения возобновляемых природных и вторичных источников малой удельной плотности (солнечные батареи, геотермальные и ветровые установки, волновые, приливные и свободнопоточные гидроэлектростанции, переработка биомассы) с запасанием и хранением энергии в виде водорода или высокоэффективных электрохимических источников тока, топливных элементов, суперэнергоемких накопителей энергии (аккумуляторы, конденсаторы), установок когенерационного типа, разрабатываются комплексные ветроэнергоустановки инфраструктуры для становления и развития водородной энергетики.;С другой стороны, суперконденсаторы содержат меньше энергии в расчете на единицу объема (плотность энергии) в сравнении с типичной батареей, то есть и емкость такого устройства в значительной степени ограничена. Исследователи из Стэндфордского университета (США) разработали и синтезировали гидрогель на основе водорастворимого проводящего полимера. На фотографии, полученной со сканирующего электронного микроскопа, гидрогель на основе такого «водорастворимого» полианилина выглядит как пена, пористая структура которой обеспечивает новый материал с высокой площадью поверхности для удержания ионов и зарядов. Для создания самого суперконденсатора на основе подготовленного гидрогеля исследователи покрыли им две углеродные пластины и пропитали получившиеся электроды разбавленным раствором серной кислоты. Несмотря на то что обычные электроды на основе полианилина теряют от 25 до 40 процентов своей емкости при зарядке током высокой плотности, новое устройство сохраняло не менее 93% емкости при проведении быстрой зарядки током, плотность которого в 10 раз превышала стандартную.