Углеродные наноматериалы и их композиты для суперконденсаторов

Суперконденсаторы, представляющие собой тип устройств накопления энергии, занимающий промежуточное положение между традиционными конденсаторами и аккумуляторами, обладают такими преимуществами, как энергосбережение и экологичность, высокая удельная мощность, высокая скорость заряда и разряда, а также длительный срок службы. Одним из ключевых факторов, влияющих на характеристики суперконденсаторов, является электродный материал. Углеродные материалы, такие как углеродные нанотрубки, графен, активированный углерод и углеродные наноклетки, широко исследуются для применения в суперконденсаторах. Синергетический эффект композитов часто позволяет получать превосходные результаты и является одной из распространённых стратегий повышения электрохимических характеристик суперконденсаторов. Для дальнейшего улучшения характеристик бинарных композитов относительно простым подходом является введение компонентов, выполняющих функцию «моста» между двумя материалами, с образованием тройных композитов. В обзоре главным образом рассматривается современный прогресс исследований суперконденсаторов, в которых в качестве электродов используются чистые углеродные наноматериалы и многоуровневые углеродные наноструктуры (композиты). Подробно описаны характеристики и направления применения различных чистых углеродных наноматериалов. Различные подходы к созданию многоуровневых композитных структур по-разному влияют на развитие высокоэффективных суперконденсаторов. Также освещены последние достижения в этих областях и представлены авторские взгляды на высокоэнергетические суперконденсаторы.