Ученые Калифорнийского университета в Санта Круз (UC Santa Cruz) и Национальной Ливерморовской Лаборатории (LLNL) первыми применили 3D-принтер для изготовления графеновых электродов суперконденсатора. Напечатанные композитными чернилами на основе оксида графена образцы превосходят по рабочим характеристикам электроды, полученные более традиционными методами.

О результатах исследования, открывающих новые возможности создания эффективных средств хранения энергии для портативных, носимых, имплантируемых и IoT-устройств, сообщает публикация, анонсированная на обложке мартовского выпуска Nano Letters.

Модификация схемы 3D-печати сделала возможным сохранение механических и электрических свойств одиночных графеновых листов в объёмной структуре аэрогеля. Помимо того, контролируемое с помощью 3D-печати размещение в графеновом электроде микропор позволило значительно ускорить зарядку/разрядку без снижения ёмкости. Теоретически, таким суперконденсаторам для полной зарядки потребуется всего несколько минут или секунд, утверждает сотрудник LLNL, Чен Чжу (Cheng Zhu).

Суперконденсаторы на основе графенового аэрогеля продемонстрировали в испытаниях отличную стабильность: они сохраняли полную ёмкость даже после 10 тыс. циклов последовательной зарядки и разрядки.

В будущем, по мнению авторов новой технологии, она позволит создавать уникальные конструкции электронных устройств с беспрецедентным быстродействием, которые трудно или невозможно получить другими, известными сегодня методами.