Докторант КазНУ им. аль-Фараби, научный сотрудник Института проблем горения Толганай Темиргалиева создает суперконденсаторы – батарейки нового поколения. При изготовлении литиевых батарей используются редкоземельные, химически активные металлы, которые токсичны при использовании и утилизации.
Преимущество таких батареек – длительный цикл жизни: до 1 млн зарядов-разрядов против 3 тыс. у литиевых. Кроме того, суперконденсаторы в десятки раз легче традиционных и отдают заряд очень быстро: мобильный телефон сможет полностью заряжаться буквально за секунды.
– Я работаю над батарейками на основе активированного угля, получаемого из отходов природного происхождения – рисовой шелухи, абрикосовой косточки и скорлупы грецкого ореха, а также на основе углеродных нанотрубок. В литиевых батареях накопление энергии происходит за счет химических реакций. Суперконденсаторы на основе углеродных материалов накапливают энергию за счет своей пористой структуры. Полученный нами активированный угль обладает очень большой удельной емкостью – 1 грамм вещества можно распределить тончайшим слоем на площади 3 тыс. кв. м,- объясняет Толганай.
У суперконденсаторов объем энергии, которая хранится в 1 кг устройства, меньше, чем в литиевой батарее. Энергетическую емкость увеличивают за счет нанотехнологий. «Толганай использует нанотрубки вместо полимеров, применяемых в литиевых батареях. В этом уникальность ее работы», – говорит коллега изобретателя из Института проблем горения Мухтар Елеуов.
Нанотрубки разработали в Университете Васеда (Токио) под руководством профессора Сугуру Ноды. Японцы также создали и уже продают электроды на основе углеродных материалов. Но их материал «Курарай» имеет емкость 120 фарад, а материалы Толганай – 180–200 фарад на грамм. Поэтому японский профессор стал сотрудничать с ученым из Казахстана: от них – нанотрубки, от нас – уголь из отходов. «Используя материалы на основе рисовой шелухи и косточек абрикоса, она достигла хорошей производительности, сравнимой с коммерческим активированным углем», – комментирует профессор Нода.
Пока разработку Толганай можно использовать для электромобилей. Когда объемы суперконденсаторов «сожмут» до размеров аккумуляторов портативных устройств, то сфера их применения значительно расширится.
Каиржан ТУРЕЖАНОВ
Другие новости
