Российские ученые улучшили суперконденсаторы с помощью кислородной плазмы

Российские ученые сделали еще одно открытие, которое может приблизить появление "идеальных" источников питания для носимой электроники. Речь идет о суперконденсаторах, которые по совокупности качеств выглядят привлекательнее классических аккумуляторов. В последнем опубликованном исследовании ученые из Сколтеха и МГУ показали, что увеличивать емкость суперконденсаторов можно с помощью легирования графена кислородом.

Ранее ученые провели серию экспериментов, в ходе которой модифицировали поверхности углеродных электродов с помощью атомов азота. Встроенные в углеродную решетку атомы азота существенно повысили электрохимические характеристики модифицированной поверхности. Это означает, что открывается возможность повысить емкость заряда суперконденсаторов и, что важно, без ущерба для электролита (без ухудшения в процессе циклов заряда/разряда). Встроенные в углеродную решетку атомы неспособны "отравить" электролит? безвозвратно изменить его химический состав.

В новой серии экспериментов с легированием углеродной решетки сторонними элементами ученые использовали кислородную плазму как чистую, так и с содержанием азота. Выяснилось, что предложенный процесс позволяет вставлять в углеродную решетку атомы кислорода и одновременно атомы азота, если азот добавлялся в газовую смесь в камере горения.

Измерение электрохимических характеристик модифицированных поверхностей электродов (углеродных структур) показало, что использование для легирования исключительно кислорода существенно повышало значение электрохимической емкости материала. Кислород в ряде случаев оказался более перспективным веществом для улучшения свойств суперконденсаторов, чем азот или смеси из этих газов.

Кроме того, легирование кислородом углеродной структуры с помощью кислородной плазмы? это довольно простой технологический процесс, который окажется недорогим при массовом производстве суперконденсаторов, если до этого дойдет.