המפתח הוא MXene, א חומר דו מימדי המורכב משני חלקים: הידרוג'ל (ג'ל עם רכיב מים נוזלי) ומתכת תחמוצת. זה צפוף מספיק מבחינה מבנית כדי להגן על קרינה ולסנן מים, כפי שהדגים צוות המחקר בדרקסל ב 2011. אבל זה גם מוליך מאוד, מה שהופך אותו למועמד טוב עבור ממברנות סוללה.
סרטונים מומלצים
זה הודות לאיפור הכימי של MXene, אשר מייעל את הזרימה של אלקטרודות - המקומות שבהם אנרגיה מאוחסנת בסוללות לטעינה - דרכו. סוללות מחזיקות יונים ביציאות הנקראות "אתרים פעילים של חיזור" כדי להחזיק טעינה, ומספר היציאות שסוללה מכילה עומד ביחס ישר לכמות הטעינה שהיא יכולה להחזיק.
בניגוד לממברנות הסוללה של היום, שיש להן נתיבים מוגבלים ליונים להגיע ליציאות, MXene יוצר מספר נתיבים עבור היונים לעבור דרכם. והמוליכות הגבוהה באופן טבעי של MXene עוזרת להזיז את היונים במהירות, ומגבירה את קצב הטעינה האפקטיבי.
"בסוללות מסורתיות […] ליונים יש נתיב מייסר לעבר יציאות אחסון טעינה, מה שלא רק מאט הכל, אלא שהוא גם יוצר מצב שבו מעט מאוד יונים באמת מגיעים ליעדם בקצבי טעינה מהירים", מריה לוקאצקיה, חוקרת בנושא קְבוּצָה, אמר. "ארכיטקטורת האלקטרודות האידיאלית תהיה משהו כמו יונים הנעים לנמלים דרך 'כבישים מהירים' מרובי נתיבים, במקום לנסוע בכבישים חד-נתיביים. עיצוב האלקטרודה המקרופורוסית שלנו משיג מטרה זו, המאפשרת טעינה מהירה - בסדר גודל של שניות בודדות או פחות."
התוצאה הסופית עשויה להיות סוללה שלוקח רק "עשרות אלפיות שניות" לטעינה מלאה במקום דקות או שעות. יורי גוגוצי, פרופסור למדעי החומרים והנדסה, אמר שהיישום של MXene בעולם האמיתי יכול להוביל לשיפור סוללות למחשב נייד ו מכונית חשמלית סוללות. "אם נתחיל להשתמש בחומרים נמוכים ומוליכים אלקטרונית כאלקטרודות סוללה, נוכל לגרום לסוללות לעבוד הרבה הרבה יותר מהר מהיום", אמר. "בסופו של דבר, הערכה של עובדה זו תוביל אותנו לסוללות לרכב, מחשב נייד וטלפון סלולרי המסוגלות להיטען בקצבים גבוהים בהרבה - שניות או דקות ולא שעות."
Mxene עדיין לא בר-קיימא מבחינה מסחרית - גוגוצי מניח שעדיין נותרו לפחות שלוש שנים מלעשות את דרכה למוצרים בייצור המוני כמו סוללות לפלאפון. אבל הצוות מחויב לחקור יישומים חדשים בטווח הקרוב.
המלצות עורכים
- לאייפון הבא שלך אולי אין מסגרת. הנה למה זה יכול להיות בעיה
- צג ה-Mac הבא שלך יכול לקבל את התכונה החדשה והגאונית הזו
- זה רשמי - ה-Razr הבא של מוטורולה הוא הטלפון משנת 2023 שאני לא יכול לחכות לו
- המכונית הבאה שלך יכולה להיות TiVo מובנית
- iOS 16.5 מביאה שתי תכונות חדשות ומרגשות לאייפון שלך
שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.
