Ученые разработали тонкое, гибкое и энергоемкое стекло для различных приложений

Новый тип стекла – тонкое, гибкое и способное эффективно накапливать энергию при высоких температурах, что идеально подходит для использования в мощных ресурсоемких приложениях, – был создан исследователями из НИИ материаловедения Пенсильванского университета. Это стекло, толщина которого составляет одну десятую толщины стекла дисплея, может оказаться полезным в качестве аккумулятора в солнечных установках, силовой и аэрокосмической электронике, генераторах ветровых турбин и т.п. В частности, как полагают исследователи, данный материал будет способствовать увеличению доступности и надежности будущих гибридных и электрических транспортных средств.

По сравнению с существующими сегодня на рынке тонкими и гибкими типами стекол, новый материал имеет свои отличительные особенности – он обладает большей удельной плотностью энергии, а также большей эффективностью после многоразовых циклов заряда/разряда, даже при достаточно высоких температурах.

Исследователь и ведущий автор Мохан Манохаран и его коллеги экспериментировали с различными бесщелочными стеклянными составами различной толщины, сравнивая их показатели по энергоемкости с коммерческими версиями полимерных конденсаторов, которые в настоящее время используются в электромобилях для питания электродвигателя. Поскольку полимерные конденсаторы могут работать только при низких температурах, для них требуется установка отдельной системы охлаждения и больший запас прочности. В отличие от них гибкое стекло толщиной всего 10 микрон от компании Nippon Electric Glass (NEG), взятое исследователями в качестве основы, имеет идеальное сочетание высокой плотности энергии с высокой эффективностью заряда/разряда при температурах до 180 градусов по Цельсию.

В сотрудничестве с инженерами компании NEG при финансовой поддержке ведущих производителей стекла исследователи разработали производственный процесс создания непрерывного стеклянного листа меньшей толщиной и меньшим количеством дефектов. В настоящее время ученые работают над новым процессом рулонного производства недорогих стеклянных конденсаторов с плотностью энергии 35 Джоулей на кубометр и высокой надежностью.

По мнению исследователей, новые стеклянные накопители энергии могут быть использованы не только в электромобилях, но и в медицине, например, в дефибрилляторах сердца, или же в военной области.