A kulcs az MXene, a kétdimenziós anyag két részből áll: egy hidrogélből (folyékony vízkomponensű gél) és egy fémoxidból. Szerkezetileg elég sűrű ahhoz, hogy megvédje a sugárzást és megszűrje a vizet, amint azt a Drexel kutatócsoportja bebizonyította 2011-ben. De rendkívül vezetőképes is, így jó jelölt akkumulátor membránok.
Ajánlott videók
Ez az MXene kémiai összetételének köszönhető, amely optimalizálja az áramlást elektródák — azon helyek, ahol az akkumulátorokban energiát tárolnak töltés céljából — ezen keresztül. Az elemek bírják ionok a „redox aktív helyeknek” nevezett portokban, hogy tartsa a töltést, és az akkumulátor portjainak száma egyenesen arányos a benne tárolható töltés mennyiségével.
Ellentétben a mai akkumulátormembránokkal, amelyeken az ionok korlátozottan juthatnak el a portokhoz, az MXene több útvonalat hoz létre az ionok áthaladásához. Az MXene természetesen magas vezetőképessége pedig segít az ionok gyors mozgatása során, növelve a tényleges újratöltési sebességet.
„A hagyományos akkumulátorokban […] az ionok gyötrelmes úton haladnak a töltéstároló portok felé, ami nemcsak lelassít mindent, hanem olyan helyzetet teremt, amikor nagyon kevés ion ér el a rendeltetési helyére gyors töltési sebességgel.” – Maria Lukatskaya, a csapat, mondott. „Az ideális elektróda-architektúra valami olyasmi lenne, hogy az ionok többsávos, nagy sebességű „autópályákon” vándorolnak a portokhoz, ahelyett, hogy egysávos utakon mennének. A makropórusos elektródák kialakítása eléri ezt a célt, amely lehetővé teszi a gyors töltést – néhány másodperces vagy annál rövidebb nagyságrendben.”
A végeredmény egy olyan akkumulátor lehet, amely percek vagy órák helyett csupán „tíz ezredmásodperc” alatt teljesen feltöltődik. Jurij Gogocsi, anyagtudományi és mérnöki professzor azt mondta, hogy az MXene valós világban való alkalmazása jobb eredményekhez vezethet. laptop akkumulátorok és elektromos autó akkumulátorok. "Ha elkezdünk alacsony dimenziójú és elektromosan vezető anyagokat használni akkumulátorelektródákként, akkor az akkumulátorokat sokkal, de sokkal gyorsabban tudjuk működésbe hozni, mint ma" - mondta. „Végül ennek a ténynek a felismerése elvezet bennünket az autók, laptopok és mobiltelefonok akkumulátoraihoz, amelyek sokkal nagyobb sebességgel képesek tölteni – órák helyett másodpercek vagy percek alatt.”
Az Mxene kereskedelmileg még nem életképes – Gogotsi úgy sejti, hogy még legalább három évre van attól, hogy bekerüljön a tömeggyártású termékekbe, mint pl. mobiltelefon akkumulátorok. A csapat azonban elkötelezte magát amellett, hogy a közeljövőben új alkalmazásokat keres.
Szerkesztői ajánlások
- Lehetséges, hogy a következő iPhone-nak nincs előlapja. Íme, miért lehet ez probléma
- Következő Mac-monitora rendelkezhet ezzel a zseniális új funkcióval
- Hivatalos – a Motorola következő Razr-je a 2023-as telefon, amit alig várok
- Következő autójában lehet beépítve a TiVo
- Az iOS 16.5 két izgalmas új funkciót hoz iPhone-jára
Frissítse életmódjátA Digital Trends segítségével az olvasók nyomon követhetik a technológia rohanó világát a legfrissebb hírekkel, szórakoztató termékismertetőkkel, éleslátó szerkesztőségekkel és egyedülálló betekintésekkel.
