Исследователи из Государственного университета Северной Каролины обнаружили, что на основе полимера PVDF можно изготовить конденсаторы для хранения и быстрого высвобождения большого количества энергии. Это поможет создать мощные и быстрые электрические автомобили, которые будут разгоняться до 100 км/ч так же быстро, как и спортивные болиды с огромными бензиновыми моторами.

Конденсаторы, как и аккумуляторы, могут хранить большое количество электроэнергии. Но, в отличие от аккумуляторов, они используют разделение зарядов, а не медленные химические реакции. В перспективе это позволит создать надежные устройства для хранения энергии, которые можно быстро заряжать и разряжать.

Американские физики обнаружили, что конденсаторы на основе полимера поливинилиденфторида (PVDF) в сочетании с другим полимером под названием CTFE могут хранить и высвобождать в 7 раз больше энергии, чем современные конденсаторы. Ученые попытались выяснить, каким образом материал накапливает такое количество энергии и можно ли его использовать для изготовления эффективных источников энергии.

В ходе компьютерного моделирования выяснилось, что под воздействием электрического поля атомы в полимере начинают синхронный «танец», переключаясь в полярное/неполярное состояние, причем для этого требуется очень небольшой электрический заряд. Эта поляризация позволяет конденсатору на основе PVDF хранить и быстро высвобождать большое количество энергии.

Обычно поляризация – это цепная реакция, стоит ее запустить в одном месте и она начинает распространяться, что требует большого количества энергии и делает конденсатор неэффективным. В случае смеси на основе PVDF атомы изменяют свое состояние сразу, а значит, можно получить большое количество энергии при очень небольших затратах.

Подобное явление можно использовать для создания эффективных конденсаторов, которые можно применить в качестве основного источника энергии для электромобилей или «ускорителя» для быстрого разгона гибридов.