Разработан новый материал для суперконденсаторов
Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (СГТУ) совместно с коллегами из ЮФУ и Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН разработали инновационный материал для электродов суперконденсаторов —устройств накопления энергии нового поколения. Разработка актуальна для отрасли возобновляемой энергетики и создания промышленных систем бесперебойного питания.
Материал представляет собой гибкие электродные пленки на основе титановых и молибденовых максенов без связующих добавок. Опытным путем ученые подтвердили, что такие электроды накапливают почти вдвое больше энергии, чем электроды с одним из этих материалов. При этом высокая производительность сохраняется даже после 10 тысяч циклов заряда‑разряда.
«Данные композитные материалы показали значительное увеличение удельной емкости и превосходную стабильность как в кислом, так и в более безопасном, нейтральном электролите», — рассказал один из авторов разработки, доцент кафедры «Химия и химическая технология материалов» Физико-технического института СГТУ Николай Горшков.
Такой эффект, по словам ученых, достигается благодаря уникальной комбинации упорядоченных вакансий молибдена, богатых электрохимическиактивных поверхностных групп и благоприятных межфазных взаимодействий, что облегчает проникновение ионов и ускоряет перенос заряда. В качестве электролита авторы использовали безопасный водный раствор хлорида лития (LiCl) вместо традиционно применяемого сернокислого электролита H2SO4.
«В исследовании был применен метод гидротермального травления MAX-фаз при синтезе максенов. Такой подход позволяет значительно сократить использование фторсодержащих реагентов, делая процесс синтеза более экологичным. Кроме того, существенное улучшение свойств достигается при минимальном содержании дорогостоящего компонента Mo1.33CTx, что снижает потенциальную стоимость конечного продукта», — отметил еще один участник исследования, доцент кафедры «Химия и химическая технология материалов» Физико-технического института СГТУ Алексей Цыганов.
Новая технология сочетает высокую плотность хранения энергии с долговечностью и безопасностью, делая суперконденсаторы эффективнее, надежнее и экологичнее. Это еще один шаг к созданию более устойчивых и долговременных устройств для накопления энергии.