Ученые Университета Райса создали гибридный материал, в котором соединили графен и нанотрубки в единый ковалентный лист углерода. Гибридный материал может оказаться идеальным кандидатом для создания электродов в ионисторах.
Работа опубликована в журнале Nature Communications, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте университета.
Сперва на листе меди авторы выращивали двумерный лист графена, а затем наносили на него железный катализатор и покрывали его слоем оксида алюминия. Полученный «сэндвич» в условиях высокой температуры обрабатывали ацетиленом и этиленом, в результате чего на поверхности графена вырастал «лес» углеродных нанотрубок. Катализатор вместе с оксидом алюминия при этом отодвигался от подложки.
 |
Соединение графена и нанотрубок. Красным показаны семичленные циклы. Изображение Tour Group/Rice University
В новом материале нанотрубки оказываются соединены с графеном ковалентно – при помощи семичленных углеродных циклов. Фактически, весь такой материал представляет собой единый лист углерода. Благодаря этому, в местах соединения не возникает дополнительного сопротивления.
Высота нанотрубок в полученном материале строго контролируется и составляет 120 мкм. Это на несколько порядков больше, чем их средний диаметр. Полученный гибрид обладает крайне высокой удельной поверхностью – около 2 тыс. кв. м на грамм вещества. Недавно были получены вещества с еще большей удельной поверхностью, но они не могут быть такими же хорошими проводниками, как двумерный углерод.
Гибридный материал может оказаться идеальным кандидатом для создания электродов в ионисторах (суперконденсаторах). Ионисторы являются электрохимическими источниками питания, промежуточными между конденсаторами и аккумуляторами. Поскольку в качестве обкладок в них выступают слои ионов, то от электродов ионисторов требуется одновременно высокая удельная поверхность и низкое сопротивление – как раз те качества, которыми обладает новый материал.
Ранее другая группа исследователей представила прозрачные и гибкие ионисторы, созданные при помощи придания углероду сложной текстуры.
Источник: Lenta.ru
Читайте также:
Прозрачные и гибкие источники питания на базе углеродных плёнок
Из чернил сделали суперконденсатор
Новые возможности суперконденсаторов с графеновыми электродами
В ушах прячутся «батарейки» для электронных устройств
Роснано вложит более 30 млн долларов в производство суперконденсаторов
Нанокомпозиты увеличат емкость батарей в 10 раз
Микросхема поможет заменить батареи на суперконденсаторы
Конденсаторы. Так ли всё просто?