De sleutel is MXene, een tweedimensionaal materiaal bestaande uit twee delen: een hydrogel (een gel met een vloeibare watercomponent) en een oxidemetaal. Het is structureel voldoende dicht om straling af te schermen en water te filteren, zoals het onderzoeksteam van Drexel heeft aangetoond in 2011. Maar het is ook zeer geleidend, waardoor het een goede kandidaat is batterij membranen.
Aanbevolen video's
Dat is te danken aan de chemische samenstelling van MXene, die de stroom optimaliseert elektroden — de plaatsen waar energie wordt opgeslagen in batterijen om er doorheen te worden opgeladen. Batterijen houden
ionen in poorten die “redox actieve sites” worden genoemd om een lading vast te houden, en het aantal poorten dat een batterij bevat is recht evenredig met de hoeveelheid lading die deze kan bevatten.
In tegenstelling tot de batterijmembranen van vandaag, die beperkte paden hebben waar ionen de poorten kunnen bereiken, creëert MXene meerdere paden waar de ionen doorheen kunnen reizen. En de natuurlijke hoge geleidbaarheid van MXene helpt de ionen snel te verplaatsen, waardoor de effectieve oplaadsnelheid wordt verhoogd.
“In traditionele batterijen […] volgen ionen een martelend pad naar laadopslagpoorten, wat niet alleen alles vertraagt, maar ook creëert een situatie waarin zeer weinig ionen hun bestemming daadwerkelijk bereiken met hoge oplaadsnelheden”, zegt Maria Lukatskaya, een onderzoeker aan de team, gezegd. “De ideale elektrode-architectuur zou zoiets zijn als ionen die naar de havens bewegen via meerbaans, snelle ‘snelwegen’, in plaats van via wegen met één rijstrook. Ons macroporeuze elektrodeontwerp bereikt dit doel, waardoor snel opladen mogelijk is – in de orde van enkele seconden of minder.”
Het eindresultaat zou een batterij kunnen zijn die slechts “tientallen milliseconden” nodig heeft om volledig op te laden in plaats van minuten of uren. Yuri Gogotsi, hoogleraar materiaalkunde en techniek, zei dat de toepassing van MXene in de echte wereld zou kunnen leiden tot betere resultaten. laptop-batterijen En elektrische auto batterijen. "Als we laagdimensionale en elektronisch geleidende materialen als batterijelektroden gaan gebruiken, kunnen we batterijen veel, veel sneller laten werken dan vandaag de dag", zei hij. “Uiteindelijk zal de waardering van dit feit ons leiden naar accu’s van auto’s, laptops en mobiele telefoons die veel sneller kunnen opladen – seconden of minuten in plaats van uren.”
Mxene is nog niet commercieel levensvatbaar. Gogotsi vermoedt dat het minstens drie jaar duurt voordat het zijn weg vindt naar massaproducten zoals batterijen voor mobiele telefoons. Maar het team is vastbesloten om op korte termijn nieuwe toepassingen te verkennen.
Aanbevelingen van de redactie
- Uw volgende iPhone heeft mogelijk geen randen. Dit is waarom dat een probleem zou kunnen zijn
- Uw volgende Mac-monitor zou deze geniale nieuwe functie kunnen hebben
- Het is officieel: de volgende Razr van Motorola is de telefoon uit 2023 waar ik niet op kan wachten
- Uw volgende auto zou TiVo kunnen hebben ingebouwd
- iOS 16.5 brengt twee opwindende nieuwe functies naar je iPhone
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
