Об этом сообщает сайт Smartech.energy. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Было бы весьма привлекательно, если заряжать устройства умного дома или другую мелкую электронику без необходимости их подключения к электросети напрямую смогли бы различные каменные поверхности в комнатах. Но камень, хотя является экологически чистым и широко используемым материалом для полов, столешниц и декоративных плиточных фрагментов стен, пока что не используется в качестве накопителя энергии.
Другая часть проблемы состоит в том, что любые каменные поверхности (даже те, которые отполированы и внешне кажутся очень гладкими) имеют микроскопические выпуклости и выемки, что затрудняет приклеивание к ним электрических компонентов.
Но совсем недавно исследователи из Университета Кунмин в Сеуле нашли способ, как с помощью лазеров размещать на неровных поверхностях микроконденсаторы, которые имеют высокую скорость зарядки и разрядки и способны эффективно осуществлять хранение энергии. Бончул Канг и его коллеги смогли адаптировать этот подход для создания действующих прототипов MSC на мраморной плитке.
Исследователи нанесли раствор наночастиц оксида меди на мраморную плитку, охватывая две гребенчатые кромки с перемежающимися зубцами. Затем они направили на эти наночастицы лазер ближнего инфракрасного диапазона, создав таким путем электроды из чистой меди, которые были пористыми, обладали высокой проводимостью и прочно прикреплялись к поверхности камня.
Чтобы окончательно сформировать работоспособный MSC, на один из электродов исследователи нанесли оксид железа, чтобы сформировать катод, а на другой - оксид марганца, чтобы сформировать анод. Слой электролита, соединяющий электроды, был изготовлен из раствора перхлората лития и полимера.
В проведенных тестах созданное таким путем конденсаторное устройство сохраняло высокую емкость накопления энергии даже после 4000 циклов заряда-разряда. Когда несколько таких микроэнергетических устройств были объединены в массив «3 на 3», они смогли накопить достаточно энергии, чтобы зажечь светодиод.
Кроме того, протестированные каменные накопители энергии показали себя исключительно стойкими к резким ударам и, что немаловажно в наше время, могут быть легко утилизированы. Южнокорейские исследователи отмечают, что разработанные ими микроэнергетические устройства для каменных поверхностей способны обеспечить питание настраиваемой и легкодоступной энергией из природных строительных материалов для различной электроники, в том числе – для «умных домов» будущего.