Древесина помогла улучшить зарядку для электромобилей

Исследователи из Техасского университета A&M использовали лигнин, содержащийся в древесине, чтобы создать обкладки нового суперконденсатора. Оказалось, что такое устройство имеет высокую емкость, которая не падает даже после тысяч циклов заряда-разряда. Его можно будет использовать для заряда электромобилей.

Сегодня для хранения электроэнергии используются, как правило, аккумуляторы или суперконденсаторы. Аккумуляторы могут хранить большой объем энергии и с относительно небольшой скоростью отдавать его в сеть, тогда как суперконденсаторы хранят меньший заряд, но могут выдать его очень быстро. Исследователи стараются объединить преимущества этих устройств, чтобы создать систему быстрой зарядки, например, для заправки электромобилей.

Для создания обкладок суперконденсаторов сегодня используют диоксид марганца. Этот материал дешевле и безопаснее других оксидов переходных металлов, которые перспективны для использования в накопителях энергии. Однако у диоксида марганца есть одна проблема — низкая электропроводность. Чтобы справиться с этим, авторы исследования, опубликованного в журнале Energy Storage, решили смешать материал обкладки с лигнином — природным полимером, который содержится в древесине и склеивает волокна в ней.

В ходе работы ученые сначала обрабаотали лигнин перманганатом калия — марганцовкой, — после чего нагрели смесь под давлением, чтобы получить диоксид мараганца. Полученную субстанцию ученые нанесли на алюминиевые пластины, которые затем использовали в качестве обкладок суперконденсатора. Между обкладками авторы поместили гелевый электролит.

Испытав новое устройство, ученые обнаружили, что его удельная емкость при работе практически не меняется, даже после тысяч циклов заряда-разряда. Кроме того, ученые обнаружили, что при оптимальном соотношении лигнина и диоксида марганца можно добиться удельной емкости устройства до 900 раз выше, чем у лучших современных аналогов.