Nanorurki i grafen posłużą do budowy superkondensatorów

| Gospodarka

Poprzez połączenie właściwości dwóch struktur węglowych o grubości jednego atomu naukowcy z Uniwersytetu Jerzego Waszyngtona stworzyli nowy superkondensator, który zapewnia wysoką wydajność, bez konieczności ponoszenia wysokich kosztów. Urządzenie zostało opisane w magazynie "Journal of Applied Physics". Bazuje na wzajemnym uzupełnianiu własności płatków grafenowych i nanorurek węglowych.

Nanorurki i grafen posłużą do budowy superkondensatorów

Obrasz mikroskopowy pokazujący zastosowaną w superkondensatorze mieszankę nanorurek i płatków grafenowych (Journal of Applied Physics)

- Zarówno jednościenne nanorurki węglowe, jak i grafen mają unikalne i doskonałe właściwości elektroniczne, termiczne i mechaniczne, które czynią je atrakcyjnymi materiałami do ​​projektowania nowych superkondensatorów. Wiele zespołów naukowych badało zastosowanie tych dwóch materiałów oddzielnie, ale mało kto brał pod uwagę ich połączenie - mówi jeden z badaczy, Jian Li.

- W naszym laboratorium opracowaliśmy podejście, dzięki któremu możemy uzyskać oddzielnie grafen i pojedyncze nanorurki węglowe. Wpadliśmy na pomysł, aby skorzystać z dwóch obiecujących nanomateriałów węglowych razem - dodaje Michael Keidar, profesor Wydziału Mechaniki i Inżynierii Kosmicznej w Szkole Inżynierii i Nauk Stosowanych na UJW oraz dyrektor uniwersyteckiego laboratorium nanotechnologicznego.

Naukowcy syntetyzowali płatki grafenowe i nanorurki przez odparowanie wydrążonego pręta grafitowego wypełnionego metalicznym, sproszkowanym katalizatorem, przy użyciu łuku elektrycznego. Następnie mieszali dwie nanostruktury tworząc tusz, który był nanoszony na papier, stosowany powszechnie jako separator w kondensatorach.

Uzyskany kondensator poddano pomiarom wydajności przypadającej na jednostkę masy i uzyskano wyniki trzykrotnie lepsze niż w przypadku kondensatorów wykonywanych jedynie z nanorurek. Jak wyjaśniał Jian Li, zaletą konstrukcji hybrydowej jest to, że płatki grafenowe zapewniają dużą powierzchnię i dobrą przewodność w płaszczyźnie, natomiast nanorurki węglowe łączą wszystko, tworząc jednorodną sieć. Naukowcy twierdzą, że główną zaletą ich metody jest niski koszt, ponieważ zespół opracował prosty sposób wytwarzania dużych ilości mieszanki nanostruktur węglowych.

źródło: e! Science News