Ключом является MXene, двумерный материал состоящий из двух частей: гидрогеля (геля с жидкой водной составляющей) и оксида металла. Как продемонстрировала исследовательская группа из Дрекселя, он структурно достаточно плотный, чтобы защищать от радиации и фильтровать воду. в 2011. Но он также обладает высокой проводимостью, что делает его хорошим кандидатом для аккумуляторные мембраны.
Рекомендуемые видео
Это благодаря химическому составу MXene, который оптимизирует поток электроды — места хранения энергии в аккумуляторах для зарядки — через него. Батареи держат
ионы в портах, называемых «окислительно-восстановительными активными участками», для удержания заряда, а количество портов, содержащихся в батарее, прямо пропорционально количеству заряда, который она может удерживать.
В отличие от сегодняшних аккумуляторных мембран, которые имеют ограниченные пути для ионов, чтобы добраться до портов, MXene создает несколько путей для прохождения ионов. А естественная высокая проводимость MXene помогает быстро перемещать ионы, увеличивая эффективную скорость перезарядки.
«В традиционных батареях […] ионы проходят мучительный путь к портам хранения заряда, что не только замедляет все процессы, но и создает ситуацию, когда очень мало ионов действительно достигают места назначения с высокой скоростью зарядки», — Мария Лукацкая, исследователь команда, сказал. «Идеальная архитектура электродов была бы чем-то вроде ионов, движущихся к портам по многополосным высокоскоростным «автомагистралям», а не по однополосным дорогам. Наша конструкция макропористых электродов достигает этой цели, позволяя осуществлять быструю зарядку — порядка нескольких секунд или меньше».
Конечным результатом может стать батарея, полная зарядка которой займет всего «десятки миллисекунд», а не минуты или часы. Юрий Гогоци, профессор материаловедения и инженерии, сказал, что применение MXene в реальном мире может привести к улучшению аккумуляторы для ноутбуков и электромобиль батареи. «Если мы начнем использовать низкоразмерные и электропроводящие материалы в качестве аккумуляторных электродов, мы сможем заставить батареи работать намного быстрее, чем сегодня», — сказал он. «В конечном итоге понимание этого факта приведет нас к созданию аккумуляторов для автомобилей, ноутбуков и мобильных телефонов, способных заряжаться с гораздо более высокой скоростью — секунды или минуты, а не часы».
Mxene пока коммерчески нежизнеспособен — Гогоци предполагает, что до того, как он станет частью продуктов массового производства, таких как аккумуляторы для сотовых телефонов. Но команда намерена изучить новые приложения в ближайшем будущем.
Рекомендации редакции
- Ваш следующий iPhone может не иметь рамок. Вот почему это может быть проблемой
- Ваш следующий монитор Mac может иметь эту гениальную новую функцию
- Это официально: следующий Razr от Motorola — это телефон 2023 года, которого я не могу дождаться
- В вашей следующей машине может быть встроенная система TiVo
- iOS 16.5 приносит на ваш iPhone две потрясающие новые функции
Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.
