Galvenais ir MXene, a divdimensiju materiāls sastāv no divām daļām: hidrogēla (želeja ar šķidru ūdens komponentu) un metāla oksīda. Tas ir strukturāli pietiekami blīvs, lai pasargātu no starojuma un filtrētu ūdeni, kā pierādīja Drexel pētnieku grupa. 2011. gadā. Bet tas ir arī ļoti vadošs, padarot to par labu kandidātu akumulatoru membrānas.
Ieteiktie videoklipi
Tas ir pateicoties MXene ķīmiskajam sastāvam, kas optimizē plūsmu elektrodi — vietas, kur akumulatoros tiek uzkrāta enerģija uzlādēšanai — caur to. Baterijas turas joni portos, ko sauc par “redox aktīvām vietām”, lai noturētu lādiņu, un akumulatorā esošo portu skaits ir tieši proporcionāls uzlādes apjomam, ko tas var noturēt.
Atšķirībā no mūsdienu akumulatoru membrānām, kurām ir ierobežoti ceļi jonu nokļūšanai pie pieslēgvietām, MXene rada vairākus ceļus, pa kuriem joni var pārvietoties. Un MXene dabiski augstā vadītspēja palīdz ātri pārvietot jonus, palielinot efektīvu uzlādes ātrumu.
“Tradicionālajos akumulatoros […] joniem ir mokošs ceļš uz uzlādes uzglabāšanas portiem, kas ne tikai palēnina visu, bet arī rada situāciju, kad ļoti maz jonu faktiski sasniedz galamērķi ar ātru uzlādes ātrumu,” Marija Lukatska, pētniece komanda, teica. "Ideāla elektrodu arhitektūra būtu kaut kas līdzīgs jonu pārvietošanai uz ostām pa daudzjoslu, ātrgaitas "maģistrālēm", nevis pa vienas joslas ceļiem. Mūsu makroporaino elektrodu dizains sasniedz šo mērķi, kas nodrošina ātru uzlādi — dažas sekundes vai mazāk.
Gala rezultāts varētu būt akumulators, kura pilnīgai uzlādēšanai nepieciešamas tikai “desmitiem milisekundes”, nevis minūtes vai stundas. Materiālzinātnes un inženierzinātņu profesors Jurijs Gogotsi sacīja, ka MXene pielietojums reālajā pasaulē varētu uzlabot klēpjdatoru baterijas un elektriskā automašīna baterijas. "Ja mēs kā akumulatoru elektrodus sākam izmantot zema izmēra un elektroniski vadošus materiālus, mēs varam panākt, lai akumulatori darbotos daudz, daudz ātrāk nekā šodien," viņš teica. "Galu galā, novērtējot šo faktu, mēs nonāksim pie automašīnu, klēpjdatoru un mobilo tālruņu akumulatoriem, kas spēj uzlādēt ar daudz lielāku ātrumu — sekundes vai minūtes, nevis stundas."
Mxene vēl nav komerciāli dzīvotspējīga — Gogotsi uzskata, ka līdz tā nonākšanai masveidā ražotos produktos, piemēram, ir pagājuši vismaz trīs gadi mobilo telefonu akumulatori. Taču komanda ir apņēmusies tuvākajā laikā izpētīt jaunas lietojumprogrammas.
Redaktoru ieteikumi
- Jūsu nākamajam iPhone tālrunim, iespējams, nav rāmju. Lūk, kāpēc tā varētu būt problēma
- Jūsu nākamajam Mac monitoram varētu būt šī ģeniālā jaunā funkcija
- Tas ir oficiāli — Motorola nākamais Razr ir 2023. gada tālrunis, kuru es nevaru sagaidīt
- Jūsu nākamajai automašīnai varētu būt iebūvēts TiVo
- iOS 16.5 jūsu iPhone tālrunim piedāvā divas aizraujošas jaunas funkcijas
Uzlabojiet savu dzīvesveiduDigitālās tendences palīdz lasītājiem sekot līdzi steidzīgajai tehnoloģiju pasaulei, izmantojot visas jaunākās ziņas, jautrus produktu apskatus, ieskatu saturošus rakstus un unikālus ieskatus.
