Avain on MXene, a kaksiulotteinen materiaali koostuu kahdesta osasta: hydrogeelistä (geeli, jossa on nestemäistä vesikomponenttia) ja metallioksidista. Se on rakenteellisesti riittävän tiheä suojaamaan säteilyltä ja suodattamaan vettä, kuten Drexelin tutkimusryhmä osoitti vuonna 2011. Mutta se on myös erittäin johtava, joten se on hyvä ehdokas akun kalvot.
Suositellut videot
Tämä johtuu MXenen kemiallisesta koostumuksesta, joka optimoi virtauksen elektrodit — paikat, joissa akkuihin varastoidaan energiaa latausta varten — sen kautta. Akut kestävät ioneja porteissa, joita kutsutaan "pelkistysaktiivisiksi sivustoiksi" latauksen säilyttämiseksi, ja akun sisältämien porttien määrä on suoraan verrannollinen sen varauksen määrään.
Toisin kuin nykyiset akkukalvot, joissa ionien reitit portteihin pääsevät rajoitetusti, MXene luo useita reittejä ionien kulkemiseen. Ja MXenen luonnollisesti korkea johtavuus auttaa liikuttamaan ioneja nopeasti ja lisäämään tehollista latausnopeutta.
”Perinteisissä akuissa […] ioneilla on kiduttava polku kohti latausportteja, mikä ei ainoastaan hidasta kaikkea, vaan myös luo tilanteen, jossa hyvin harvat ionit todella saavuttavat määränpäähänsä nopeilla latauksilla”, Maria Lukatskaya, tutkija tiimi, sanoi. "Ihanteellinen elektrodiarkkitehtuuri olisi jotain sellaista, kuin ionit siirtyisivät satamiin monikaistaisia, nopeita "valtateitä" yhden kaistan teiden sijaan. Makrohuokoinen elektrodisuunnittelumme saavuttaa tämän tavoitteen, mikä mahdollistaa nopean latauksen – muutamassa sekunnissa tai vähemmän.
Lopputuloksena saattaa olla akku, jonka täyteen latautuminen kestää vain "kymmeniä millisekunteja" minuuttien tai tuntien sijaan. Materiaalitieteen ja tekniikan professori Juri Gogotsi sanoi, että MXenen soveltaminen todellisessa maailmassa voisi johtaa parempaan kannettavan tietokoneen akut ja sähköauto paristot. "Jos alamme käyttää pieniulotteisia ja elektronisesti johtavia materiaaleja akkuelektrodeina, voimme saada akut toimimaan paljon, paljon nopeammin kuin nykyään", hän sanoi. "Lopulta tämän tosiasian ymmärtäminen johtaa meidät autojen, kannettavien ja matkapuhelinten akkuihin, jotka pystyvät latautumaan paljon nopeammin - sekunneissa tai minuuteissa tuntien sijaan."
Mxene ei ole vielä kaupallisesti kannattava - Gogotsi arvelee, että sen tieltä massavalmistettuihin tuotteisiin on vielä ainakin kolme vuotta. matkapuhelimen akut. Mutta tiimi on sitoutunut tutkimaan uusia sovelluksia lähitulevaisuudessa.
Toimittajien suositukset
- Seuraavassa iPhonessasi ei ehkä ole kehyksiä. Tässä on syy, miksi se voi olla ongelma
- Seuraavassa Mac-näytössäsi voi olla tämä nerokas uusi ominaisuus
- Se on virallista – Motorolan seuraava Razr on vuoden 2023 puhelin, jota en voi odottaa
- Seuraavassa autossasi voi olla sisäänrakennettu TiVo
- iOS 16.5 tuo iPhonellesi kaksi jännittävää uutta ominaisuutta
Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.
