Quantum Accumulation of Electrical Energy at Interfacial Boundaries in Heterophase Inorganic/Organic Clathrates

Abstract

Розглянуто актуальну сьогодні проблему пошуку нових способів та механізмів накопичення електричної енергії високої густини. В результаті здійснених досліджень запропоновано систему, яка дає змогу накопичувати електричний заряд за рахунок квантових ефектів та явищ без використання хімічних реакцій. Основна ідея полягає у формуванні матеріалу з колосальною площею внутрішньої активної поверхні із різко анізотропним хімічним зв’язком. Відповідно, основною метою було створення та дослідження електродних матеріалів на основі інтеркалантних гетерофазних структур із різним типом ієрархії, здатних накопичувати електричну енергію на квантовому рівні. Методом інтеркаляційної наноінженерії сформовано структури на основі монокристалів селеніду галію та впроваджених між його шарами тіосечовиною і хлоридом самарію. На підставі отриманих результатів імпедансної спектроскопії встановлено, що одержані клатратні структури перспективні для використання як кавітандні електроди у квантовому акумуляторі, а також, що найважливіше, дають змогу значно підвищити його ємність.

The work is devoted to the current problem of finding new ways and mechanisms of highdensity electric energy accumulation. As a result of the conducted researches the system which allows to accumulate an electric charge at the expense of quantum effects and the phenomena without use of chemical reactions is offered. The basic idea was to form a material with a colossal area of the inner active surface with a sharply anisotropic chemical bonding character. Accordingly, the main goal was to create and study electrode materials based on intercalant heterophase structures with different types of hierarchy, capable of storing electrical energy at the quantum level. Based on the results of impedance spectroscopy, it was found that the obtained clathrate structures are promising for use as a cavitand electrode in a quantum battery, and, most importantly, can significantly increase its capacity.