Саратовские учёные разработали сверхэффективные накопители энергии

Учёные сделали важный прорыв в разработке материалов для хранения энергии. Они улучшили проводящие наночастицы втрое, расширив их структуру. Это позволило более равномерно распределить заполнитель в матрице полимера и повысить отклик композита на электрическое поле. Такой подход поможет создать отечественные системы хранения энергии, которые не уступят иностранным аналогам. Исследования были поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ) и результаты опубликованы в журнале Nanomaterials.

Системы хранения энергии широко используются, но отечественные технологии отстают из-за нехватки эффективных композитных материалов. Необходимы материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, которые могут запасать больше энергии.

Учёные из Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. предложили решение этой проблемы. Они использовали полимеры с высокой энергетической ёмкостью в качестве матрицы и добавили проводящие наночастицы MXene. Растянув гармошкообразную структуру этих частиц, они обеспечили равномерное распределение заполнителя в матрице и сохранение высокой энергетической ёмкости композита.

Увеличение диэлектрической проницаемости позволяет накапливать больше энергии и повышает отклик материала на электрическое поле. Это имеет важное значение для здравоохранения, аэрокосмической промышленности и бытовой электроники. Учёные считают, что улучшенные системы хранения энергии и датчики имеют огромный потенциал.

Композиты, разработанные в этом исследовании, могут быть внедрены в устройства хранения и преобразования энергии уже в ближайшие пять лет. В будущем планируется изучение трехфазных композитов с добавлением порошков диэлектриков, чтобы достичь оптимального баланса между диэлектрической проницаемостью и потерями энергии.