Ученые рассказали, что в основу их гибридного устройства лег материал нового поколения с функцией накопления энергии. Чтобы сконструировать его, инженеры создали положительно и отрицательно заряженные слои углеродного волокна. Последние были уложены в чередующемся порядке — таким образом ученые собрали прочный энергоаккумулирующий композит. В дополнение новый материал получил полоски углеродного графена с несколькими видами оксидов металлов. После серии экспериментов ученые нашли оптимальный состав и создали «суперконденсаторную батарею».

«Наша идея состоит в том, чтобы использовать новую оболочку для хранения энергии в дополнение к энергии, которая содержится в батареях. Преимущество заключается в том, что этот композит может уменьшить вес вашего автомобиля и увеличить пробег на одной зарядке. Он так же прочен или даже прочнее стали, но намного легче», — заявил один из авторов исследования Джаян Томас.

По словам Томаса, специальные листы из графена, прикрепленные к слоям углеродного волокна, обеспечили повышенную способность материала накапливать заряд. В то же время оксиды металлов, нанесенные на прикрепленные электроды, повысили напряжение и обеспечили высокую плотность энергии. При этом жизненный цикл готовой батареи не пострадал — разработчики утверждают, что ресурс циклов зарядки-разрядки у их аккумулятора в 10 раз больше, чем у коммерческих элементов питания для электромобилей.

Среди дополнительных преимуществ изобретения ученые выделили нетоксичность и негорючесть. Благодаря своей конструкции, в которой используется несколько слоев углеродного волокна, материал обладает необходимой ударной вязкостью и прочностью для противостояния автомобильному столкновению. Даже в случае серьезного ДТП, рассказали авторы, новая батарея лишь деформируется, но не загорится. Система также работает как суперконденсатор, поэтому способна повысить мощность электрокаров — например, на разгон от 0 до 100 км/ч уйдет всего за 3 секунды, заявили ученые.

Что касается более конкретных спецификаций, то характеристики новой усиленной батареи будут зависеть от типа базовой конструкции. Тем не менее, уже сейчас ученые обещают дополнительные 25% запаса хода для электромобилей, а также ощутимое снижение веса аккумуляторов. Авторы добавили, что с помощью той же системы способны повысить скорость зарядки электрокаров.

Глава исследования Люк Роберсон сообщил, что сейчас новая технология находится на пятом уровне технологической готовности. Это означает, что система была протестирована в соответствующей среде и уже готова к испытаниям в реальных условиях. Цель ученых — довести технологию до девятого уровня готовности и затем коммерциализировать. В перспективе технология пригодится в нескольких отраслях — это не только автопром, но и ракетостроение, разработка дронов, а также производство потребительской электроники.