Cheia este MXene, a material bidimensional format din două părți: un hidrogel (un gel cu o componentă de apă lichidă) și un oxid de metal. Este suficient de dens din punct de vedere structural pentru a proteja radiațiile și pentru a filtra apa, așa cum a demonstrat echipa de cercetare de la Drexel în 2011. Dar este, de asemenea, foarte conductiv, ceea ce îl face un bun candidat pentru membranele bateriei.
Videoclipuri recomandate
Acest lucru se datorează machiajului chimic al lui MXene, care optimizează fluxul electrozi — locurile în care energia este stocată în baterii pentru încărcare — prin intermediul acestuia. Bateriile țin
ionii în porturi numite „site-uri active redox” pentru a menține o încărcare, iar numărul de porturi pe care le conține o baterie este direct proporțional cu cantitatea de încărcare pe care o poate păstra.
Spre deosebire de membranele bateriei de astăzi, care au căi limitate pentru ca ionii să ajungă în porturi, MXene creează mai multe căi prin care ionii pot călători. Și conductivitatea naturală ridicată a lui MXene ajută la deplasarea rapidă a ionilor, crescând rata efectivă de reîncărcare.
„În bateriile tradiționale […] ionii au o cale chinuitoare către porturile de stocare a încărcării, ceea ce nu numai că încetinește totul, dar și creează o situație în care foarte puțini ioni ajung cu adevărat la destinație la rate rapide de încărcare”, Maria Lukatskaya, cercetător în domeniul echipă, a spus. „Arhitectura ideală a electrodului ar fi ceva ca ionii care se deplasează către porturi prin „autostrăzi” cu mai multe benzi, de mare viteză, în loc să ia drumuri cu o singură bandă. Designul nostru de electrod macroporos atinge acest obiectiv, care permite încărcare rapidă - de ordinul a câteva secunde sau mai puțin.”
Rezultatul final ar putea fi o baterie care durează doar „zeci de milisecunde” pentru a se reîncărca complet în loc de minute sau ore. Yuri Gogotsi, profesor de știința materialelor și inginerie, a spus că aplicarea lui MXene în lumea reală ar putea duce la o mai bună baterii de laptop și mașină electrică baterii. „Dacă începem să folosim materiale cu dimensiuni reduse și conductoare electronic ca electrozi pentru baterii, putem face ca bateriile să funcționeze mult, mult mai repede decât în prezent”, a spus el. „În cele din urmă, aprecierea acestui fapt ne va conduce la baterii de mașini, laptopuri și telefoane mobile capabile să se încarce la rate mult mai mari – secunde sau minute, mai degrabă decât ore.”
Mxene nu este încă viabil din punct de vedere comercial - Gogotsi presupune că mai sunt cel puțin trei ani până să-și facă loc în produse fabricate în masă, cum ar fi baterii de telefon mobil. Dar echipa s-a angajat să exploreze noi aplicații pe termen scurt.
Recomandările editorilor
- Următorul tău iPhone poate să nu aibă rame. Iată de ce ar putea fi o problemă
- Următorul tău monitor Mac ar putea avea această nouă caracteristică genială
- Este oficial – următorul Razr al Motorola este telefonul din 2023 pe care abia aștept
- Următoarea ta mașină ar putea avea TiVo încorporat
- iOS 16.5 aduce două funcții noi interesante pentru iPhone-ul tău
Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.
