В зелёном, экологически чистом мире, заботящемся об окружающей среде, люди будут ездить на безвыхлопных электромобилях, которые приводятся в движение солнечными батареями и ветротурбинами, использующими природные источники питания. Но этот верх совершенства всё ещё далеко, отчасти из-за недостатков современных батарей. Электромобили сегодня оснащаются 400-килограммовыми свинцовыми аккумуляторами, которые нужно часто заряжать и иногда заменять. Солнечные батареи работают только тогда, когда светит солнце, а ветротурбины вращаются только тогда, когда дует ветер, так что электрический привод приходится дублировать. Эти энергосистемы ограничены, потому что до сих пор нет ни одного эффективного способа экономного хранения электроэнергии.

Но мир устройств хранения электроэнергии радикально изменит новая технология Energy Capacitor Systems® (ECaSS—системы конденсаторов энергии).

Конденсаторы хранят электроэнергию в виде электричества, так что теоретически они превосходят по эффективности батареи свинцовых аккумуляторов (которые для хранения должны сначала преобразовать электроэнергию в химическую энергию), а также гидроэлектростанции, которые закачивают воду наверх и удерживают её там, чтобы позднее сгенерировать электричество.

История конденсаторов уходит в прошлое более чем на 250 лет, к изобретению Лейденской банки—устройства, которое хранит статическое электричество. Сегодня конденсаторы используются в качестве конденсоров, одного из компонентов, применяемого в любом электронном устройстве.

Но в качестве устройств хранения электроэнергии традиционные конденсаторы имеют недостаток—их удельная энергия (количество электроэнергии, которую они могут хранить на единицу веса или объема) слишком мала, так что они не могут хранить много энергии, если только они не являются очень большими и тяжёлыми. Теоретически, если заменить 400-килограммовую батарею свинцовых аккумуляторов электромобиля традиционным конденсатором, сохраняющим то же самое количество электроэнергии, конденсатор должен был бы весить примерно в 20 раз больше, чем батарея—8 тонн!

Эта проблема была решена исследователем по имени Окамура Митио.

В первый день 1992-го года господин Окамура играл в своём саду с соседским котом. У кота была густая пушистая шерсть. У господина Окамуры случайно был при себе тонкий письменный блокнот, и он потёр им о шерсть кота. Возникло статическое электричество, от которого волоски шерсти кота поднялись, потрескивая при этом.

Господин Окамура рассказывает: “В тот момент меня осенило—электроэнергию более эффективно хранить в виде электричества, а большие объёмы энергии можно сохранить, используя сверхтонкие двойные электрические слои. В тот же момент у меня в голове полностью сложилась концепция для разработки ECaSS”.

Двойной электрический слой образуется при взаимодействии электрода с электролитом. Один слой формируется в положительном электроде, другой—в отрицательном. Это явление было обнаружено немецким физиком Хельмхорцем более 120 лет назад.

Двойной электрический слой действует как изоляционная мембрана, пока напряжение не превысит некоторый предел, после которого начинается электролиз. “Мембрана” имеет толщину всего в один слой молекул электролита. Она настолько тонкая, что её толщину даже нельзя сравнить с толщиной обычных плёнок, используемых в качестве изоляционных мембран. ECaSS, разработанный согласно этому принципу, имеет намного большую плотность энергии, чем обычные конденсаторы, что делает конденсаторы господина Окамуры значительно меньшими в размерах.