Учені Університету Вашингтона створили суперконденсатор на основі матеріалу, розробленого близько 5000 років назад. Це червона цегла і науковці кажуть, що з неї виходять дешеві ефективні накопичувачі енергії для стаціонарного використання. Процес перетворення цеглин на суперконденсатор вчені описали в журналі Nature Communications.
Червона цегла є універсальною будівельною технологією. Перші згадки її використання датуються епохою неоліту. Основним компонентом такої цегли є оксид кремнію (SiO2), оксид алюмінію (Al2O3) та гематит (?-Fe2O3). Червоний колір цеглі надає саме гематит, а цей пігмент людство використовує вже близько 73 000 років.
Підписуйтесь на наш канал в Telegram: https://t.me/techtodayua
Сьогодні гематит використовується як речовина для створення каталізаторів, магнітів та сплавів. Також гематит використовується при виробництві речовин для хімічних джерел енергії, наприклад, FeNx, FeP, Li5FeO4, цинк-повітряні батареї, псевдоконденсатори, літій-іонні батареї. Електрохімічна трансформація гематиту дозволяє створювати аноди суперконденсаторів у вигляді матеріалу FeOOH
Пориста структура червоної цегли дозволила виконати контрольовану полімеризацію та нашарування нанопокриття, створивши електроди типу полі(3,4-етілендіоксітіофен), скорочено PEDOT. Цеглину з нанесеними матеріалами покривають епоксидною смолою для захисту від води. Занурений під воду такий електрод витримує до 10 000 циклів із залишковою ємністю 90%.
Отриманий на базі цеглини суперконденсатор демонструє щільність енергії 1,60?Фарад на сантиметр квадратний, щільність енергії – 222?мікроВати на сантиметр квадратний, щільність струму – 0,5 міліампер на сантиметр квадратний.
Робоча напруга такого суперконденсатора склала 1 Вольт, в якості електроліту використовувалася сірчана кислота H2SO4 у вигляді гелю. Вона також грає роль сепаратора. Такий електроліт дозволяє накопичувачу енергії працювати при температурах від ?20?до 60?градусів Цельсію.
Розробники підрахували, що складена із цеглин-суперконденсаторів стіна здатна мати загальну ємність 11 500?Фарад на метр квадратний, щільність енергії складе 1,61 Вт на метр квадратний.
За їхніми словами, технологія дозволяє реалізувати дешеве та масштабоване рішення для живлення вбудованих у будинки мікропристроїв.
