Одномерные углеродные нити помогут создать эффективный аккумулятор

Физики из Австралии и Сингапура показали, что одномерные углеродные структуры, собранные в пучок, позволяют эффективно хранить механическую энергию и могут быть использованы в качестве стабильного аккумулятора. Работа представлена в журнале Nature Communications.

В последнее время люди все больше и больше переходят на возобновляемые источники энергии. К сожалению, возобновляемые источники энергии прерывисты, поэтому необходимо разработать эффективное хранилище энергии для последующего использования. Самый распространенный подход на сегодняшний день — это хранить энергию в электрохимических аккумуляторах, например, механическую энергию потока воды с помощью гидроэлектростанции преобразуют в электрическую, при этом часть энергии теряется.

С появлением низкоразмерных углеродных структур возникла возможность хранить энергию прямо в механических системах, таких как углеродные нанотрубки. По сравнению с литий-ионными батареями, механический аккумулятор на основе нанотрубок обладает быстрой зарядкой и разрядкой и, как правило, является гораздо более стабильным. Эти уникальные особенности делают углеродные структуры идеальными строительными блоками для искусственных мышц, мягкой робототехники и гибкой электроники.

Однако, производство длинных углеродных нанотрубок затруднительно. В 2015 году ученые предложили одномерные углеродные структуры, углеродные нити, которые оказались сильно проще в фабрикации, и при этом пучки таких нитей обладают похожими на нанотрубки механическими свойствами.

Группа ученых из Австралии и Сингапура под руководством профессора Юаньтуна Гу (Yuantong Gu) предложила использовать углеродные нити в качестве механического аккумулятора и впервые сравнили эффективность хранения энергии в нитях с той же эффективностью в нанотрубках.