Ключът е MXene, a двуизмерен материал състоящ се от две части: хидрогел (гел с течен воден компонент) и метален оксид. Той е структурно достатъчно плътен, за да предпазва от радиация и да филтрира водата, както демонстрира изследователският екип в Drexel през 2011. Но също така е силно проводим, което го прави добър кандидат за мембрани на батерията.
Препоръчани видеоклипове
Това е благодарение на химическия състав на MXene, който оптимизира потока на електроди — местата, където се съхранява енергия в батериите за зареждане — през него. Батериите държат йони в портове, наречени „редокс активни места“, за да задържат заряд, а броят на портовете, които батерията съдържа, е право пропорционален на количеството заряд, което може да задържи.
За разлика от днешните мембрани на батериите, които имат ограничени пътища за йони да стигнат до портовете, MXene създава множество пътища за преминаване на йоните. А естествено високата проводимост на MXene спомага за бързото придвижване на йоните, увеличавайки ефективната скорост на презареждане.
„В традиционните батерии […] йоните имат мъчителен път към портовете за съхранение на заряд, което не само забавя всичко, но и създава ситуация, при която много малко йони действително достигат местоназначението си при бързи скорости на зареждане,” Мария Лукацкая, изследовател на екип, казах. „Идеалната електродна архитектура би била нещо като йони, движещи се към пристанищата чрез многолентови, високоскоростни „магистрали“, вместо да се движат по еднолентови пътища. Нашият дизайн на макропорест електрод постига тази цел, което позволява бързо зареждане - от порядъка на няколко секунди или по-малко.
Крайният резултат може да бъде батерия, която отнема само „десетки милисекунди“ за пълно зареждане вместо минути или часове. Юри Гогоци, професор по материалознание и инженерство, каза, че приложението на MXene в реалния свят може да доведе до по-добри батерии за лаптопи и електрическа кола батерии. „Ако започнем да използваме нискоразмерни и електронно проводими материали като електроди на батерии, можем да накараме батериите да работят много, много по-бързо от днес“, каза той. „В крайна сметка оценяването на този факт ще ни доведе до батерии за автомобили, лаптопи и мобилни телефони, способни да се зареждат с много по-високи скорости – секунди или минути, а не часове.“
Mxene все още не е търговски жизнеспособен - Gogotsi предполага, че има поне три години от навлизането си в масово произвежданите продукти като батерии за мобилни телефони. Но екипът се е ангажирал да проучи нови приложения в близко бъдеще.
Препоръки на редакторите
- Вашият следващ iPhone може да няма рамки. Ето защо това може да е проблем
- Вашият следващ Mac монитор може да има тази гениална нова функция
- Официално е – следващият Razr на Motorola е телефонът за 2023 г., който нямам търпение
- Следващата ви кола може да има вграден TiVo
- iOS 16.5 носи две вълнуващи нови функции на вашия iPhone
Надградете начина си на животDigital Trends помага на читателите да следят забързания свят на технологиите с всички най-нови новини, забавни ревюта на продукти, проницателни редакционни статии и единствени по рода си кратки погледи.
