Ученые Университета Вашингтона создали суперконденсатор на основе материала, разработанного около 5000 лет назад. Это красный кирпич и ученые говорят, что из него получаются дешевые эффективные накопители энергии для стационарного использования. Процесс превращения кирпичей в суперконденсатор ученые описали в журнале Nature Communications.
Красный кирпич является универсальной строительной технологией. Первые упоминания ее использования датируются эпохой неолита. Основным компонентом такого кирпича является оксид кремния (SiO2), оксид алюминия (Al2O3) и гематит (?-Fe2O3). Красный цвет кирпичу придает именно гематит, а этот пигмент человечество использует уже около 73 000 лет.
Підписуйтесь на наш канал в Telegram: https://t.me/techtodayua
Сегодня гематит используется в качестве вещества для создания катализаторов, магнитов и сплавов. Также гематит используется при производстве веществ для химических источников энергии, например, FeNx, FeP, Li5FeO4, цинк-воздушные батареи, псевдоконденсатори, литий-ионные батареи. Электрохимическая трансформация гематита позволяет создавать аноды суперконденсаторов в виде материала FeOOH
Пористая структура красного кирпича позволила выполнить контролируемую полимеризацию и наслоение нанопокрытия, создав электроды типа Поли(3,4-этилендиокситиофен), сокращенно PEDOT. Кирпич с нанесенными материалами покрывают эпоксидной смолой для защиты от воды. Погруженный под воду такой электрод выдерживает до 10 000 циклов с остаточной емкостью 90%.
Полученный на базе кирпича суперконденсатор демонстрирует плотность энергии 1,60 Фарад на сантиметр квадратный, плотность энергии — 222 микро Вата на сантиметр квадратный, плотность тока – 0,5 миллиампер на сантиметр квадратный.
Рабочее напряжение такого суперконденсатора составило 1 Вольт, в качестве электролита использовалась серная кислота H2SO4 в виде геля. Она также играет роль сепаратора. Такой электролит позволяет накопителю энергии работать при температурах от -20 до 60 градусов Цельсия.
Разработчики подсчитали, что сложенная из кирпичей-суперконденсаторов стена способна иметь общую емкость 11 500 Фарад на метр квадратный, плотность энергии составит 1,61 Вт на метр квадратный.
По их словам, технология позволяет реализовать дешевое и масштабируемое решение для питания встроенных в дома микроустройств.
