Суперкондензаторите са намалени до микронни размери и вече могат да бъдат вграждани директно в чиповете

Индийските учени създадоха суперкондензатор с микронни размери – най-малкото устройство за съхранение на енергия от този тип. Разработката ще бъде търсена за носима и имплантируема електроника, както и за сензори и миниатюрни „умни“ технологии. Такава микронна „батерия“ може да се вгради във всеки чип, а това е автономност и свобода на действие.

За разлика от конвенционалните химически батерии (акумулатори), суперкондензаторите се зареждат много бързо и са в състояние да отдават голямо количество мощност за кратко време. С капацитета на суперкондензаторите всичко е много по-скромно, но за много задачи е напълно достатъчно. Индийската разработка премахва още едно ограничение – учените направиха пробив в посока на миниатюризацията. Размерите на продукта бяха намалени с три порядъка.

В основата на „микросуперкондензатора“, разработен в Индийския научен институт в Бенгалуру, стои графен и двуизмерен материал като молибденов дисулфид (MoS2). Графенът и MoS2 се редуват във всеки електрод на суперкондензатора – в катода и анода. В качеството на електролит е използван гел, което прави възможно интегрирането на микросуперкондензаторите в чиповете. С водоразтворим електролит това би било трудно или дори невъзможно.

Така направеният кондензатор показа капацитет от 1,8 mF/cm2 за еднослойна структура (графен-MoS2). Многослойната структура на електродите, състояща се от няколко редуващи се слоя графен и молибденов дисулфид, придоби капацитет 30 пъти по-голям или 54 μF/cm2. Това вече представлява интерес от практическа гледна точка.

Според обясненията на учените относно своята работа, публикувани в списанието ACS Energy Letters, двуслойните материали като MoS2 са полупроводници и всъщност образуват p-n-преходи (транзисторни структури). Многото преходи карат йоните да се разпределят между слоевете на електродите, вместо да се натрупват на границите на раздела на електролит-електрода. Самите електроди се превръщат в устройства за съхранение на енергия. Това умножава капацитета на най-малките суперкондензатори и им обещава добри перспективи като източници на захранване за носимата електроника.