Учёные из Кореи разработали экологичные микросуперконденсаторы для носимой электроники
Группа исследователей из Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) разработала гибридный графен-неорганический микросуперконденсатор из опавших листьев. Для этого ученые использовали фемтосекундную прямую лазерную литографию. Это устройство может быть использовано в носимых электронных устройствах, которые быстро развиваются в последнее время.
Из разных видов накопителей энергии для этих устройств наибольший интерес вызывают микросуперконденсаторы. Это объясняется их высокой удельной электрической мощностью, небольшим временем зарядки и длительным сроком службы. По мере роста потребления электронного оборудования и мобильных устройств растут объёмы отработанных аккумуляторов. Появляется целый ряд проблем, связанный с вопросами безопасности и охраны окружающей среды. Отработанные аккумуляторы нужно собирать и перерабатывать в соответствующим образом.
Леса на сегодняшний день покрывают 30% поверхности Земли. Они дают огромное количество опавших листьев. Эта природная биомасса является биоразлагаемой и пригодна для повторного использования. Благодаря этому она является привлекательным и экологически чистым материалом. Если же пренебрегать опавшей листвой, то она вполне может способствовать возникновению пожаров.
Используя опавшую листву исследовательская группа под руководством профессора Янг-Джина Кима и доктора Ханы Юн из KAIST разработала одностадийную технологию, которая позволяет создавать микроэлектроды из пористого трехмерного графена с высокой электропроводностью. В своей публикации по результатам исследования учёные говорят, что технология не требует дополнительной обработки в атмосферных условиях. Достаточно облучения фемтосекундными лазерными импульсами поверхности листьев без использования каких-либо дополнительных материалов. Как развитие этой методики, команда корейских специалистов предложила метод производства гибких микросуперконденсаторов.
Ученые продемонстрировали, что их методика позволяет быстро и легко производить гибридные электроды из пористого графено-неорганического материала по низкой цене. Для подтверждения их эффективности они использовали графеновые микросуперконденсаторы для питания светодиода и электронных часов. Последние могли функционировать в качестве таймера, гигрометра, термометра. Продемонстрированные результаты открывают возможности для серийного производства гибких и экологически чистых электронных устройств на базе графена.
Профессор Янг-Джин Ким отмечает, что листья, образующие лесную биомассу, доступны практически в неограниченных количествах. Поэтому, используя их для устройств хранения энергии будущего поколения, можно организовать замкнутый цикл в экономике.
Сообщается, что исследование финансировали такие организации, как Министерство сельского хозяйства, продовольствия и сельских дел, Корейская лесная служба и Корейский институт энергетических исследований.
(голосов: 2, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
