Ионистеры (или, как их ещё называют, суперконденсаторы) имеют много преимуществ перед классическими аккумуляторами с точки зрения хранения энергии: их ёмкость больше, они намного быстрее заряжаются и т. п. Такие накопители заряда могли бы стать идеальным решением для носимой электроники, например, смарт-часов, если бы не одно «но»: для такого применения их необходимо делать гибкими. И в этом вся проблема: гибкие ионистеры сложны в изготовлении, ненадёжны и при этом дороги. Однако исследователи из Кембриджского университета и Лондонского университета королевы Марии нашли способ преодолеть перечисленные выше трудности.
Структура обычного ионистера выглядит так, как на картинке справа. Она несовершенна, но нашлось решение, использующее принцип карамельной трости
Один из главных недостатков всех создававшихся прежде суперконденсаторов — необходимость доставки ионов из одного слоя полимеров в другой. Из-за того, что глубина проникновения довольно мала, второй слой приходится делать предельно тонким, переплетая его с первым на наноуровне. Такая «конструкция» оказывается очень хрупкой, из-за чего и возникает сложность производства гибких ионистеров, требующая применения сложных технологий и дорогих материалов.
Прототип электрода, предложенный командой учёных во главе со Стояном Смуковым (Stoyan Smoukov), подразумевает переплетение полимеров с ионами и проводящего материала по тому же принципу, как переплетаются разноцветные полоски в карамельной трости, то есть в форме вытянутой спирали. Благодаря найденному решению два полимера находятся в постоянной близости друг от друга, облегчая перемещение между ними ионов. Вместе с тем, ионистер нового типа обладает большим ресурсом (после 3000 циклов сохраняется 97,5 % ёмкости) и прекрасно переносит деформацию (после 1000 сгибаний ёмкость осталась 99 %). По мнению исследований, их разработка имеет большие перспективы применения в носимой электронике, в том числе и гибкой.
Источник:
Источник: 3DNews
