Исследователи Сколтеха значительно увеличили ёмкость суперконденсаторов с помощью плазмы азота и аргона

Группа исследователей из Сколтеха и Института микроэлектроники и нанотехнологий РАН обнаружила, что применение плазменной обработки к углеродным электродам может значительно повысить эффективность суперконденсаторов — приборов, играющих роль накопителей энергии и часто используемых в сочетании с батареями в таких транспортных средствах, как электромобили, поезда и портовые краны. Анализ шести различных составов плазменных смесей выявил, что комбинация азота и аргона позволяет вдвое увеличить удельную ёмкость электродов.

Суперконденсаторы представляют собой устройства для аккумуляции энергии, которые обеспечивают её быстрое накопление и отдачу, в отличие от традиционных литий-ионных батарей. Они идеально подходят для выполнения кратковременных интенсивных нагрузок, например, при старте или торможении электромобилей, и для рекуперации энергии в электропоездах. Эти устройства демонстрируют стабильную работу при различных температурных условиях, отличаются длительным сроком службы, безопасностью и экологичностью. Их применение охватывает сферы медицины, телекоммуникаций, дата-центров для обеспечения резервного питания, а также носимых гаджетов и устройств интернета вещей. Повышение ёмкости суперконденсаторов позволит устройствам накапливать больше энергии, увеличивая эффективность такой техники.

В ходе эксперимента учёные произвели плазменную обработку углеродных наностенок — материала для электродов — используя различные составы плазмы. Смесь азота и аргона проявилась наиболее эффективно: она удалила аморфные углеродные плёнки, создала новые дефекты и внедрила атомы азота в структуру материала, что и привело к удвоению ёмкости. «Мы углубили наше понимание влияния внедрения атомов на структуру материала электродов», — подчёркивает руководитель исследования Станислав Евлашин.

Источник: iXBT