Студент университета «Дубна» получил грант на разработку суперконденсаторов
Студент четвертого курса университета «Дубна» Илья Лебедев получил грант на разработку суперконденсаторов, став одним из победителей конкурса «Умник-2023» от Фонда содействия инновациям. Его проект посвящен суперконденсаторам с высоким напряжением (до 5.5 В), которых нет на сегодняшний день на рынке. Этого эффекта он пытается добиться за счет использования ионной жидкости и особой технологии изготовления, а именно — вакуумной пропитки электродов суперконденсатора.
На сегодняшний день сделана специальная камера для вакуумной пропитки, где можно проводить исследования при давлении от 4 Па до 1 МПа, это позволит провести наиболее полное заполнения пористого материала вязким электролитом (в данном проекте ионные жидкости — это вязкие вещества), разработан тестовый пористый углеродный электрод для проведения исследований.
«Суперконденсаторы используются, например, в автомобильных двигателях. Их разработка — достаточно интересная область, так как множество вещей, которые нас окружают, связаны с электроникой, их надо чем-то запитывать», — поделился Илья Лебедев.
В ходе реализации средств гранта планируется создать прототип уникального суперконденсатора и запатентовать технологию его создания. Александр Воропай, доцент кафедры нанотехнологий и новых материалов и научный руководитель Ильи, ранее уже запатентовал технологию тонкого суперконденсатора. Это была первая подобная разработка на базе Университета «Дубна», но она базировалась на классических электролитах. В дальнейшем этот опыт может быть использован при изготовлении суперконденсатора с высоким напряжением.
«Суперконденсаторы в современном мире активно применяются: у них идет развитие в сторону повышения напряжения. Но фундаментально это ограничивается растворителями: те, которые используются сейчас, не выдерживают высоких напряжений. При использовании ионных жидкостей напряжение суперконденсатора можно поднять до 5-5,5 вольт, хотя на сегодняшний день предельное напряжение 3 вольта, — рассказал Александр Воропай. — Чтобы поднять напряжение, и вместе с ним и энергоемкость нужно использовать принципиально новые электролиты и подходы к получению образцов. Поэтому мы хотим попробовать высоковольтные ионные жидкости, но у них есть нюанс: они очень вязкие и с трудом проникают в мелкие поры. И нужно использовать другие технологии для пропитки и создания образца. Мы используем технологию вакуумной пропитки: ионные жидкости могут находиться под вакуумом довольно значительное время, не теряя своего объема. Этим мы и хотим воспользоваться для реализации нашей методики. В ходе реализации проекта мы будем думать, как загнать ионные жидкости в поры как можно глубже».
Работой над проектом занимаются три человека: Илья Лебедев вместе с однокурсницей Алёной Кисиной под руководством Александра Воропая. Основная часть исследований проводится на базе университета «Дубна», но также большое содействие оказывает компания АО “МПОТК “ТЕХНОКОМПЛЕКТ”: ее научный отдел занимается разработками пористых углеродных материалов для суперконденсаторов, над чем как раз работает Алена. Студентам они предоставили свои площадки и оборудование.
«Сейчас мы подходим к реализации проекта как бы с двух флангов: с одной стороны Илья, который разрабатывает технологию пропитки, и с другой стороны Алена, которая разрабатывает материалы для этих систем. В итоге они встретятся, создав уникальный продукт», — добавил Александр Воропай.
Автор текста, фото и видео: Арина Кузнецова
Студент четвертого курса университета «Дубна» Илья Лебедев получил грант на разработку суперконденсаторов, став одним из победителей конкурса «Умник-2023» от Фонда содействия инновациям. Его проект посвящен суперконденсаторам с высоким напряжением (до 5.5 В), которых нет на сегодняшний день на рынке. Этого эффекта он пытается добиться за счет использования ионной жидкости и особой технологии изготовления, а именно — вакуумной пропитки электродов суперконденсатора.
На сегодняшний день сделана специальная камера для вакуумной пропитки, где можно проводить исследования при давлении от 4 Па до 1 МПа, это позволит провести наиболее полное заполнения пористого материала вязким электролитом (в данном проекте ионные жидкости — это вязкие вещества), разработан тестовый пористый углеродный электрод для проведения исследований.
«Суперконденсаторы используются, например, в автомобильных двигателях. Их разработка — достаточно интересная область, так как множество вещей, которые нас окружают, связаны с электроникой, их надо чем-то запитывать», — поделился Илья Лебедев.
В ходе реализации средств гранта планируется создать прототип уникального суперконденсатора и запатентовать технологию его создания. Александр Воропай, доцент кафедры нанотехнологий и новых материалов и научный руководитель Ильи, ранее уже запатентовал технологию тонкого суперконденсатора. Это была первая подобная разработка на базе Университета «Дубна», но она базировалась на классических электролитах. В дальнейшем этот опыт может быть использован при изготовлении суперконденсатора с высоким напряжением.
«Суперконденсаторы в современном мире активно применяются: у них идет развитие в сторону повышения напряжения. Но фундаментально это ограничивается растворителями: те, которые используются сейчас, не выдерживают высоких напряжений. При использовании ионных жидкостей напряжение суперконденсатора можно поднять до 5-5,5 вольт, хотя на сегодняшний день предельное напряжение 3 вольта, — рассказал Александр Воропай. — Чтобы поднять напряжение, и вместе с ним и энергоемкость нужно использовать принципиально новые электролиты и подходы к получению образцов. Поэтому мы хотим попробовать высоковольтные ионные жидкости, но у них есть нюанс: они очень вязкие и с трудом проникают в мелкие поры. И нужно использовать другие технологии для пропитки и создания образца. Мы используем технологию вакуумной пропитки: ионные жидкости могут находиться под вакуумом довольно значительное время, не теряя своего объема. Этим мы и хотим воспользоваться для реализации нашей методики. В ходе реализации проекта мы будем думать, как загнать ионные жидкости в поры как можно глубже».
Работой над проектом занимаются три человека: Илья Лебедев вместе с однокурсницей Алёной Кисиной под руководством Александра Воропая. Основная часть исследований проводится на базе университета «Дубна», но также большое содействие оказывает компания АО “МПОТК “ТЕХНОКОМПЛЕКТ”: ее научный отдел занимается разработками пористых углеродных материалов для суперконденсаторов, над чем как раз работает Алена. Студентам они предоставили свои площадки и оборудование.
«Сейчас мы подходим к реализации проекта как бы с двух флангов: с одной стороны Илья, который разрабатывает технологию пропитки, и с другой стороны Алена, которая разрабатывает материалы для этих систем. В итоге они встретятся, создав уникальный продукт», — добавил Александр Воропай.
Автор текста, фото и видео: Арина Кузнецова
