Физики сделали водную суспензию из гидрофобного активированного восстановленного оксида графена с добавками для простой и безопасной технологии производства суперконденсаторов. Для этого они добавили в воду коллоидальный оксид кремния, оксид графена и углеродные нанотрубки. Емкость гибких конденсаторов. полученных из водной суспензии, составила 180 фарад на грамм.

Статья опубликована в The Journal of Physical Chemistry Letters.

Суперконденсаторы или ионисторы — устройства для запасания энергии с высокой емкостью, в котором классическими обкладками служит двойной электрический слой между электродом и электролитом. Их начинают применять во многих областях техники, в которых требуется накопление и высвобождение большого количества электроэнергии за короткое время, например, в дефибрилляторах или вспышках камер.

Графен обладает высокой проводимостью и высокой площадью поверхности 2630 квадратных метров на грамм и считается перспективным материалом для использования в суперконденсаторах. Ученые пытаются бороться с уменьшением площади поверхности во время производства суперконденсатора, но нанесение электрода очень зависит от того, как пересобираются отдельные листы графена из прекурсора в итоговую пористую структуру.

Использование активированного восстановленного оксида графена, имеющего жесткую трехмерную структуру, отчасти решает эту проблему. Инженеры пытались улучшить качество электродов, варьируя соотношение исходных компонентов и распределение пор по размерам. Впрочем, все эти работы предполагают сложную многостадийную обработку с использованием токсичных растворителей, что затрудняет масштабирование процессов для промышленного производства.

Василий Скрипничук (Vasyl Skrypnychuk) со своими коллегами из Университета Умеа нашел простой способ получения водной суспензии активированного восстановленного оксида графена разной концентрации и измерил электрические характеристики электродов суперконденсатора из этого материала.

Полученная суспензия годится для большинства промышленных методов изготовления электродов — напыление, нанесение кисточкой и лезвием. Гибкие электроды, полученные простым высушиванием суспензии, имеют высокую площадь поверхности (больше 1800 квадратных метров на грамм) и хорошую электропроводность в 800 сименс на метр.