Ученые Казанского национального исследовательского технического университета (КНИТУ-КАИ) представили экономичный метод производства пенографита — перспективного углеродного материала для электродов суперконденсаторов. Ключевое преимущество технологии заключается в использовании обычной микроволновой печи для синтеза, что исключает необходимость в сложном и дорогостоящем оборудовании. Простота процесса позволяет легко масштабировать его до промышленного уровня.

Пенографит рассматривается как альтернатива традиционному техническому углероду и дорогостоящему графену. Его трехмерная слоистая структура обеспечивает равномерное распределение в активной массе электрода, создавая надежный электрический контакт по всему объему. Это свойство критически важно для создания так называемых трехмерных электродов, которые, по словам доцента кафедры нанотехнологий в электронике КНИТУ-КАИ Михаила Морозова, могут обеспечить более высокую удельную емкость, особенно в гибридных суперконденсаторах, где происходят электрохимические реакции.

Применение пенографита в суперконденсаторах направлено на решение двух основных задач: увеличение удельной емкости накопителей энергии и расширение диапазона их рабочих температур. Источники питания с такими электродами сохраняют работоспособность при температурах ниже –40°C, где традиционные литий-ионные аккумуляторы теряют эффективность. Это открывает перспективы для использования технологии в оборудовании для освоения арктических регионов, в авиации, электромобилях и портативной электронике.

Разработка казанских ученых является частью глобального тренда на создание композитных электродных материалов для суперконденсаторов, сочетающих высокую мощность, длительный срок службы и скорость заряда-разряда. В 2024 году российские научные коллективы, включая физиков СПбГУ и исследователей НИТУ «МИСиС», также представили решения по совершенствованию углеродных электродов, например, за счет интеграции электропроводящих полимеров.