Grafen a vodivý polymer. Čeští vědci vyvinuli nový materiál pro superkondenzátory nebo fotodetektory
Nové dvourozměrné (2D) materiály z grafenu a vodivého polymeru vyvinul tým z Akademie věd České republiky. Podle vědců lze materiál využít pro přípravu superkondenzátorů používaných v automobilovém průmyslu. O výzkumu informovali zástupci Akademie věd ČR v tiskové zprávě.
Superkondenzátory jsou alternativou lithiových baterií. Využívají se v případech, kdy je potřeba opakované ukládání a odběr elektrické energie v menším množství na jednotku hmotnosti než u lithiových baterií, ale je požadováno krátké, velmi intenzivní zatížení.
Tajemství, které znají jen tři lidé. Brněnští vědci zjistili, jak levně vyrobit unikátní látku grafen
Číst článek
Příkladem jsou hybridní autobusy, jejichž dieselový motor skrze generátor pohání elektromotory, které při elektrodynamickém brzdění ukládají energii do superkondenzátorů umístěných na střeše vozidla.
„Materiál je založen na grafenu, což je dlouhodobě studovaný materiál s řadou aplikací. A vlastně na grafen se nám podařilo nanést extrémně tenkou vrstvičku polyanilinu - vodivého polymeru. Tím, že je to tenké, můžeme dobře studovat interakce polyanilinu a grafenu. A to nám umožní ladit vlastnosti tak, aby byly co nejvhodnější pro aplikaci,“ řekl Martin Kalbáč z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR.
Podle Akademie věd byla synergie uhlíkatých materiálů a vodivého polymeru, polyanilinu, prvně popsána před více než dekádou, nyní se však podařilo připravit takovéto materiály v 2D podobě.
NASA při výzkumu ukládání uhlíku využije i data ze Žofínského pralesa v jižních Čechách
Číst článek
Ačkoli polyanilin, oproti většině plastů, vykazuje elektrickou vodivost srovnatelnou s hůře vodivými kovy, jeho úkolem v superkondenzátorech není vést elektřinu. Grafen v popsaném systému funguje jako kondenzátor. Do polyanilinu se ukládá o řád více energie než do grafenové vrstvy.
„Naším cílem nebylo vzít dva materiály, nějak je smísit a dostat obtížně studovatelnou a nesnadno popsatelnou směs, na které si budeme dokazovat, že je v našich silách rozumně a dobře popsat velmi komplikovaný systém. Bylo tomu přesně naopak,“ řekl první autor studie Michal Bláha.
Kalbáč dodal, že připravené 2D struktury z grafeny a polyanilinu by mohly být využity například také jako fotodetektory nebo senzory plynů. Studii o výzkumu publikoval časopis ACS Applied Materials & Interfaces.
