Klíčem je MXene, a dvourozměrný materiál skládající se ze dvou částí: hydrogelu (gel s kapalnou vodní složkou) a kovového oxidu. Je strukturálně dostatečně hustý, aby chránil záření a filtroval vodu, jak ukázal výzkumný tým v Drexelu v roce 2011. Ale je také vysoce vodivý, takže je dobrým kandidátem pro membrány baterií.
Doporučená videa
Je to díky chemickému složení MXene, které optimalizuje tok elektrody — místa, kde se ukládá energie v bateriích pro nabíjení — přes něj. Baterie drží ionty v portech nazývaných „redox active sites“ pro udržení nabití a počet portů, které baterie obsahuje, je přímo úměrný množství nabití, které může pojmout.
Na rozdíl od dnešních bateriových membrán, které mají omezené cesty pro ionty, aby se dostaly do portů, MXene vytváří několik cest, kterými mohou ionty cestovat. A přirozeně vysoká vodivost MXene pomáhá rychle pohybovat ionty a zvyšuje efektivní rychlost nabíjení.
„V tradičních bateriích […] mají ionty mučivou cestu k portům pro ukládání nabíjení, což nejen zpomaluje všechno, ale také vytváří situaci, kdy jen velmi málo iontů skutečně dosáhne svého cíle při rychlých nabíjecích rychlostech,“ říká Maria Lukatskaya, výzkumnice na téma tým, řekl. „Ideální elektrodová architektura by byla něco jako ionty pohybující se do přístavů přes víceproudé vysokorychlostní ‚dálnice‘ namísto jednoproudých silnic. Naše konstrukce makroporézních elektrod tohoto cíle dosahuje, což umožňuje rychlé nabíjení – řádově několik sekund nebo méně.“
Konečným výsledkem může být baterie, jejíž úplné nabití trvá pouhé „desítky milisekund“ namísto minut nebo hodin. Yuri Gogotsi, profesor materiálové vědy a inženýrství, řekl, že aplikace MXene v reálném světě by mohla vést k lepším baterie notebooků a elektrické auto baterie. "Pokud začneme používat nízkorozměrné a elektronicky vodivé materiály jako elektrody baterií, můžeme zajistit, aby baterie fungovaly mnohem, mnohem rychleji než dnes," řekl. "Nakonec nás uznání této skutečnosti přivede k bateriím do aut, notebooků a mobilních telefonů, které se mohou nabíjet mnohem vyšší rychlostí - sekundy nebo minuty spíše než hodiny."
Mxene ještě není komerčně životaschopné – Gogotsi odhaduje, že je to nejméně tři roky, než se dostane do masově vyráběných produktů, jako je baterie mobilních telefonů. Ale tým je odhodlán prozkoumat nové aplikace v blízké budoucnosti.
Doporučení redakce
- Váš příští iPhone možná nebude mít žádné rámečky. Zde je důvod, proč by to mohl být problém
- Váš další monitor Mac by mohl mít tuto geniální novou funkci
- Je to oficiální – další Razr od Motoroly je telefon 2023, na který se nemůžu dočkat
- Vaše příští auto by mohlo mít zabudovaný TiVo
- iOS 16.5 přináší do vašeho iPhone dvě úžasné nové funkce
Upgradujte svůj životní stylDigitální trendy pomáhají čtenářům mít přehled o rychle se měnícím světě technologií se všemi nejnovějšími zprávami, zábavnými recenzemi produktů, zasvěcenými úvodníky a jedinečnými náhledy.
