Учените успяха да създадат нов кондензатор, където за основа беше взета обикновена тухла.
Здравейте скъпи гости и абонати на моя канал. Днес искам да ви разкажа за необичайно изобретение на американски учени, които успяха да създадат напълно работещ кондензатор, където червената тухла беше използвана като субстрат. И така да тръгваме.
Американските химици успяха да превърнат най-често срещаната червена тухла в кондензаторен субстрат, базиран на полимера PEDOT.
Основната задача на учените беше да намерят такъв субстрат, който да гарантира голяма повърхностна контактна площ и да съдържа желязо (III) в състава си в достатъчно количество. В края на краищата е необходимо да се осигури реакцията на окислителна полимеризация.
И както се оказа, обикновената тухла се оказа идеален кандидат, особено след като е евтина и може да издържи на значителни температурни промени и механично напрежение.
Прототипът на новия кондензатор издържа 10 000 цикъла на разреждане и зареждане, като запази 90% от първоначалния си капацитет.
Учените публикуваха всички резултати от своите изследвания на страниците на списанието Nature Communications.
Защо точно червена тухла
Както знаете, човечеството от много хилядолетия успешно произвежда червени тухли. И вече изгорената тухла се състои от силиций и алуминиеви оксиди, както и хематит (той е този, който придава цвета на тухлата).
Как е създаден кондензаторът
Така че американските учени, водени от Х. Д. Arsi (Университет във Вашингтон) реши да използва червена тухла като субстрат за кондензатор от полиетилен диокситиофен (PEDOT) проводящи полимерни филми.
В такива кондензатори енергията се съхранява поради реакцията на Фарадей, протичаща в полимера.
За да се нанесе слой от полимерен филм PEDOT върху тухла, е разработена цяла технология. По време на обработката червената тухла промени цвета си на тъмносин поради факта, че върху нея се утаява полимерът.
Учените са успели да постигнат максимална дебелина на слоя от 400 микрона, докато дължината на едно полимерно влакно е 30 микрометра, а диаметърът му не надвишава 190 нанометра.
След отлагането метални електроди (защитени с епоксиден филм) бяха прикрепени към тухлите и тествани като кондензатори в комбинация с два различни електролита:
- Използвайки гелов електролит, тухленият кондензатор показа капацитет от 1,38 фарада на кубичен сантиметър. И след 1000 цикъла на зареждане-разреждане, капацитетът му остана на 90% от оригинала.
- Когато се използва течен електролит, капацитивната характеристика за същия обем вече беше 2,84 фарада, а максималното напрежение беше на ниво 2,6 волта. Което направи възможно захранването на светодиода за минута. Само в тази версия устройството не демонстрира висока стабилност.
Трябва да се подчертае, че изследователите все още не са извършили точен подбор на параметри за експериментални проби, а само са проучили самата възможност за работа.
Следователно в бъдеще техническите параметри на тухления кондензатор могат да бъдат коригирани за много по-добра страна.
Къде ще се използват такива кондензатори?
Разбира се, в бъдеще няма да открием телефони с тухлени батерии, но те могат да се използват в стационарни инсталации за бързо съхранение на енергия.
Учените също така подчертават, че такива тухлени кондензатори могат да бъдат използвани в строителство (тъй като механичната якост на тухлата след нанасяне на слой полимер не страда) жилищна къщи.
Това ще създаде отлична система за съхранение на енергия (например от слънчеви панели). В действителност, според предварителните изчисления, такива стени могат да имат капацитет от 11 500 фарада на квадратен метър повърхност.
Разбира се, разработката е обещаваща, но за да бъдете по-конкретни, трябва да изчакате пълната търговска употреба на устройството. Ако материалът ви е харесал, не забравяйте за харесването и коментара. Благодаря за вниманието!