Новый материал из дисульфида молибдена хранит много энергии

Ученые из Университета Райса (США) превратили двумерную форму дисульфида молибдена в гибкий материал, имеющий мельчайшие поры на наноуровне. Опытным путем установлено, что новый материал обладает химическими свойствами катализатора выработки водорода, а также показывает отличный потенциал как накопитель энергии. Об этом изобретении сообщает Science.

Как пишет в отчетной работе химик Джеймс Тур (James Tour), вещество классифицируется как дихалькогенид и никак не проявляет себя во многих химических реакциях однако действует как эффективный катализатор восстановления водорода из воды. Эта его способность может использоваться для аккумуляции энергии. Тур и его коллеги разработали рентабельный способ производства этого материала, который способен во много раз увеличить энергоемкость элементов питания. Под микроскопом пленка напоминает графен. Но если взглянуть на нее под большим увеличением сбоку, то можно увидеть, что пленка состоит из трех различных слоев, содержащих атомы молибдена и серы. Такая структура наделяет соединение каталитическими свойствами и способностью удерживать заряд.

Другие версии предполагали помещение дисульфида молибдена по краям пластин, но группа под руководством Джеймса Тура пошла другим путем. Для начала они создали из пористого оксида молибдена тонкую пленку на молибденовой основе методом анодного окисления при комнатной температуре. Затем пленку подвергли воздействию паров серы при 300°С в течение часа. Эта процедура превращает материал в дисульфид молибдена без нарушения его нанопористой, губчатой структуры.

Такие пленки могут конденсировать статическое электричество и мгновенно высвобождать его. Они не способны хранить такой объем энергии как электрохимические элементы, но имеют гораздо больший срок службы и могут одномоментно предоставить больше энергии, чем батареи. В лаборатории Университета Райса создали на основе этих пленок электроконденсаторы большой емкости. Во время испытаний они сохранили 90% от своей начальной емкости после 10 тыс. циклов зарядки-разрядки и 83% энергоемкости после 20 тыс. циклов. Авторы исследования надеются, что их изобретение положит начало новому поколению энергетических устройств.

Фото превью: Tour Group/Rice University