Путь к дешевым суперконденсаторам: в России создали экологичную технологию синтеза MXene

MXene считается одним из наиболее востребованных материалов для современных систем хранения энергии благодаря высокой электропроводности, большой площади поверхности и способности быстро накапливать и отдавать заряд. Он используется в разработке электромобилей, портативной электроники, систем резервного электропитания и других высокотехнологичных устройств.

Ключевое преимущество новой технологии заключается в совершенствовании процесса расплавного травления MAX-фаз — исходных материалов для получения MXene. Как отметил доцент кафедры «Химия и химическая технология материалов» Физико-технического института СГТУ Алексей Цыганов, предложенный подход позволяет значительно сократить использование вредных химических реагентов, одновременно снижая потенциальную себестоимость конечной продукции.

Практическую эффективность технологии исследователи подтвердили экспериментально. На основе синтезированного материала был изготовлен прототип асимметричного суперконденсатора, который продемонстрировал высокую удельную мощность и устойчивость характеристик после 10 тысяч циклов зарядки и разрядки.

Еще одним важным результатом стало снижение температуры технологического процесса. По словам доцента кафедры «Химия и химическая технология материалов» ФТИ СГТУ Николай Горшков, исследователям удалось сохранить высокую скорость обработки материала и одновременно уменьшить температуру синтеза со 126 до 110 градусов Цельсия. Это позволяет избежать чрезмерно интенсивного протекания реакции и делает технологию более пригодной для масштабирования в условиях микротоннажного химического производства.

Разработка может оказаться востребованной на быстрорастущем рынке высокомощных накопителей энергии. Если технология подтвердит свою эффективность на промышленных масштабах, она позволит удешевить производство суперконденсаторов и других устройств хранения энергии, одновременно сократив экологическую нагрузку, связанную с их изготовлением.