В Стэнфордском университете (США) была опробована перспективная методика создания электродов для «суперконденсаторов» ( конденсаторов с двойным электрическим слоем ).

Материалом для экспериментов стали наноструктурированные электроды на базе графена и диоксида марганца, отличающиеся простотой изготовления, невысокой стоимостью и доступностью исходных материалов. Заготовки формировались на основе полиэстерной ткани, которую погружали в графеновые «чернила», высушивали, получая стабильное покрытие, и наносили поверх него MnO 2 .

Распространение подобных MnO 2 -электродов сдерживают слабые электронная и ионная проводимости, ведущие к низкой плотности мощности. Пытаясь устранить этот недостаток, учёные несколько усложнили описанную выше технологию, добавив ещё одну операцию — создание проводящей оболочки из углеродных нанотрубок или полимера ( полиэтилендиокситиофен:полистиролсульфоната ).

Схема электродов с проводящей оболочкой и результаты измерений. Чёрным отмечены характеристики обычных электродов на базе графена и диоксида марганца, красным — электродов с покрытием из нанотрубок, синим — устройств с полимерным покрытием. (Иллюстрация из журнала Nano Letters.)

Измерения показали, что проводящая оболочка увеличивает удельную ёмкость MnO 2 -электродов сразу на 20 (в случае нанотрубок) или 45 процентов и приближает её численное значение к 400 Ф/г. Кроме того, модифицированные наноструктуры из графена и MnO 2 продемонстрировали отличную эксплуатационную долговечность, сохранив более 95% исходной ёмкости по завершении 3 000 рабочих циклов.

В ближайшем будущем авторы хотят выполнить аналогичные опыты с электродами литий-ионных аккумуляторов. «Наша методика создания проводящей оболочки подходит для самых разных электродных материалов, которые обеспечивают высокую плотность энергии, но не реализуют свой потенциал из-за слабой проводимости», — замечает участник исследования Гуйхуа Юй (Guihua Yu).