Изготовление гибких графеновых ионисторов c помощью обычного DVD-привода

Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали способ производства тонких и гибких графеновых суперконденсаторов (ионисторов) с помощью пишущего DVD-привода, поддерживающего LightScribe. Технология LightScribe изначально предназначена для нанесения рисунка на обратную сторону диска. Учёные покрыли диск слоем оксида графита на пластиковой подложке, а затем выжгли лазером привода очертания обкладок ионистора. Оксид графита под действием лазера превратился в графен, электропроводность которого на шесть порядков выше, чем у оксида графита. Эти графеновые дорожки и образовали обкладки.

Обкладки выполнены в форме двух «гребёнок» — зубцы одной вложены в промежутки другой. Чем тоньше зубцы, тем больше энергии может запасти такой плоский ионистор. Эта конструкция демонстрирует гораздо лучшие характеристики, чем более привычный «сэндвич» из двух листов графена с электролитом между ними. Кроме того, она гораздо технологичнее — обе обкладки создаются одновременно, после обработки лазером достаточно лишь покрыть их слоем электролита.

В лабораторных образцах удалось достичь плотности мощности в 200 ватт на кубический сантиметр. Как и обычные ионисторы, плоские суперконденсаотры из LSG (Laser Scribed Graphene) выдерживают огромное количество циклов заряда-разряда. Их характеристики практически не меняются при сгибе и скручивании. Создать такой суперконденсатор с помощью лазера можно практически на любой поверхности — не только на гибкой плёнке, но и прямо на кремниевом кристалле. В перспективе это позволит создавать микроэлектронные устройства с интегрированным прямо на чипе элементом питания.

Ссылки и видео

Статья в Nature (PDF).

Видео: