Хранение энергии выходит на новый уровень: Нобелевская химия меняет правила игры

С учётом растущего спроса на высоковольтные электротехнологии, такие как системы импульсного питания, автомобили и возобновляемые источники энергии, актуальна разработка нового поколения конденсаторов. Такие устройства должны хранить и передавать большие объёмы энергии в условиях интенсивных температурных и электрических воздействий.

Исследователи из Berkeley Lab и Scripps Research разработали новое устройство на полимерной основе. Оно эффективно работает с рекордными объёмами энергии, выдерживая экстремальные температуры и электрические поля. Это устройство изготовлено из материалов, созданных с помощью новой версии химической реакции, которая принесла своим авторам Нобелевскую премию по химии в 2022 году.

Конденсаторы на полимерной плёнке представляют собой электрические компоненты, которые хранят и высвобождают энергию в электрическом поле. Их преимущества – небольшой вес, низкая стоимость, гибкость и надёжность. Однако их эффективность снижается при повышении температуры и напряжения.

По словам Йи Лю, химика из Berkeley Lab, "Наша работа представляет новый класс электрически устойчивых полимеров. Это расширяет возможности исследования более прочных материалов с высокой производительностью."

Исследователи отметили, что новые конденсаторы, разработанные на основе полисульфатов, обладают отличной механической гибкостью, выдерживают электрические поля более 750 млн вольт на метр и работают эффективно при температурах до 150 градусов Цельсия. В качестве сравнения, современные коммерческие полимерные конденсаторы надежно функционируют при температурах ниже 120 градусов Цельсия.

Пенг У, один из авторов исследования, подчеркнул: "Мы предоставили глубокое понимание механизмов, которые способствуют отличной производительности материала."

В заключение Йи Лю добавил, что команда исследователей продолжает расширять границы термических и электрических свойств, ускоряя переход от стадии лабораторных испытаний к рыночной истории.