Kluczem jest MXene, a dwuwymiarowy materiał składający się z dwóch części: hydrożelu (żelu z ciekłym składnikiem wody) i tlenku metalu. Jest wystarczająco gęsty strukturalnie, aby chronić promieniowanie i filtrować wodę, jak wykazał zespół badawczy w Drexel w 2011. Ale jest również wysoce przewodzący, co czyni go dobrym kandydatem membrany akumulatorów.
Polecane filmy
Dzieje się tak dzięki składowi chemicznemu MXene, który optymalizuje przepływ elektrody — miejsca, w których energia jest magazynowana w akumulatorach w celu ładowania — za jej pośrednictwem. Baterie trzymają
jony w portach zwanych „aktywnymi miejscami redoks” do przechowywania ładunku, a liczba portów, które zawiera bateria, jest wprost proporcjonalna do ilości ładunku, jaki może pomieścić.
W przeciwieństwie do współczesnych membran akumulatorów, które mają ograniczone ścieżki dotarcia jonów do portów, MXene tworzy wiele ścieżek, przez które jony mogą się przemieszczać. A naturalnie wysoka przewodność MXene pomaga szybko przemieszczać jony, zwiększając efektywną szybkość ładowania.
„W tradycyjnych bateriach […] jony pokonują męczącą drogę do portów magazynowania ładunku, co nie tylko spowalnia wszystko, ale także stwarza sytuację, w której bardzo niewiele jonów faktycznie dociera do celu przy dużej szybkości ładowania” – Maria Łukacka, badaczka ds. zespół, powiedział. „Idealna architektura elektrod przypominałaby przemieszczanie się jonów do portów wielopasmowymi, szybkimi „autostradami” zamiast drogami jednopasmowymi. Nasza konstrukcja makroporowatej elektrody osiąga ten cel, umożliwiając szybkie ładowanie — rzędu kilku sekund lub krócej”.
Efektem końcowym może być akumulator, którego pełne naładowanie zajmie zaledwie „dziesiątki milisekund”, a nie minuty lub godziny. Yuri Gogotsi, profesor nauk o materiałach i inżynierii, powiedział, że zastosowanie MXene w świecie rzeczywistym może prowadzić do lepszych baterie do laptopa I samochód elektryczny baterie. „Jeśli zaczniemy używać materiałów o małych wymiarach i przewodzących elektrony jako elektrod do akumulatorów, możemy sprawić, że akumulatory będą działać znacznie, znacznie szybciej niż obecnie” – powiedział. „W końcu docenienie tego faktu doprowadzi nas do powstania akumulatorów do samochodów, laptopów i telefonów komórkowych, które będą w stanie ładować się ze znacznie większą szybkością – w sekundach lub minutach, a nie w godzinach”.
Mxene nie jest jeszcze opłacalny — Gogotsi przypuszcza, że miną co najmniej trzy lata, zanim trafi do produktów produkowanych masowo, takich jak baterie do telefonów komórkowych. Zespół zamierza jednak w najbliższej przyszłości zbadać nowe zastosowania.
Zalecenia redaktorów
- Twój następny iPhone może nie mieć ramek. Oto dlaczego może to stanowić problem
- Twój następny monitor Mac może być wyposażony w tę genialną nową funkcję
- To już oficjalne — kolejny Razr Motoroli to telefon z 2023 roku, na który nie mogę się doczekać
- Twój następny samochód może mieć wbudowany TiVo
- iOS 16.5 wprowadza dwie nowe, ekscytujące funkcje do Twojego iPhone'a
Ulepsz swój styl życiaDigital Trends pomaga czytelnikom śledzić szybko rozwijający się świat technologii dzięki najnowszym wiadomościom, zabawnym recenzjom produktów, wnikliwym artykułom redakcyjnym i jedynym w swoim rodzaju zajawkom.
