Пленочные конденсаторы сделают электротранспорт более надежным

Полимерные пленочные конденсаторы сохраняют и выделяют энергию в электрическом поле, используя тонкий пластиковый слой в качестве изолятора. На их долю приходится около 50% мирового рынка высоковольтных конденсаторов, и они обладают такими преимуществами, как низкий вес, низкая стоимость, механическая гибкость и надежность в циклическом использовании.

Кроме того, что конденсатор должен оставаться стабильным под воздействием высоких температур, он должен быть крепким "диэлектрическим" материалом, а это значит, что он остается сильным изолятором при воздействии высоких напряжений.

Сегодня существует всего несколько известных материалов, обеспечивающих как термическую стабильность, так и диэлектрическую прочность. Этот дефицит обусловлен отсутствием надежных и удобных методов синтеза, а также отсутствием фундаментального понимания взаимосвязи между структурой и свойствами полимера.

Учёные использовали простую и быструю химическую реакцию, разработанную в 2014 г., которая заменяет атомы фтора в соединениях, содержащих связи фторид серы, с получением длинных полимерных цепочек молекул сульфата, называемых полисульфатами.

Полисульфаты отливают в гибкие пленки. Высокотемпературные высоковольтные конденсаторы на основе таких пленок демонстрируют свойства накопления энергии при температуре 150 градусов. Такие силовые конденсаторы обещают повысить энергоэффективность и надежность встроенных энергосистем в электромобилях.

Эта реакция обмена серы и фтора (SuFEx) представляет собой версию следующего поколения химической реакции щелчка, впервые разработанную К. Барри Шарплессом, химиком из Scripps Research и лауреатом Нобелевской премии по химии, вместе с Пен Ву, также химиком в Scripps Research. Эти реакции соединяют отдельные молекулярные образования посредством прочных химических связей, образующихся между разными реакционноспособными группами.