Ученые представили технологию производства электродов для суперконденсаторов из кедрового ореха. О разработке «Хайтек» сообщили в пресс-службе Института катализа СО РАН. Исследователи из Инжинирингового центра Института катализа Сибирского отделения РАН разработали технологию для производства из скорлупы кедрового ореха углеродных материалов для суперконденсаторов. Свойства этого материала позволяют создавать элементы с высокой плотностью запасаемой энергии.

Для производства электродов чаще всего применяют активированные углеродные материалы, которые обладают высокоразвитой пористой структурой. Повышенная плотность скорлупы кедрового ореха «наследуется» электродами: они получаются плотными и с высокой удельной площадью поверхности. Как следствие, суперконденсатор достигает высоких энергоемкостных показателей на единицу объема, отмечают разработчики.

Для производства активированного угля для электродов ученые карбонизируют измельченную скорлупу в кипящем слое катализатора. Полученный биоуголь смешивают с раствором щелочи, обрабатывают при температуре 600–1000 °С, отмывают и сушат. В результате исследователям удалось получить угли с максимальной удельной площадью поверхности 2200 м²/г.

Сканирующая электронная микроскопия угля из скорлупы кедрового ореха. Изображение: Институт катализа СО РАН

Из полученного углеродного материала мы формируем тонкие таблетки, которые запрессовываем в металлические корпуса плоских батареек. Это позволяет тестировать материалы в условиях, максимально приближенных к реальным. Проведенные испытания говорят о том, что активированные угли из скорлупы ореха перспективны для практического применения, – Марина Лебедева, руководитель молодежной лаборатории композитных материалов для электроники НОЦ «Институт химических технологий ИК СО РАН-НГУ».

Суперконденсатор — это устройство, которому нужно всего 10–20 с для полной зарядки, а заряжать и разряжать его можно сотни тысяч раз. Такие приборы отличаются от распространенных литий-ионных аккумуляторов высокой скоростью зарядки, мощностью и стабильной работой после множества циклов зарядки. Они используются в энергетике, электротранспорте и космической промышленности. Новая технология производства электродов повысит энергоэффективность таких устройств.