Ključ je MXene, a dvodimenzionalni material sestavljen iz dveh delov: hidrogel (gel s tekočo vodno komponento) in kovinski oksid. Strukturno je dovolj gosta, da ščiti pred sevanjem in filtrira vodo, kot je pokazala raziskovalna skupina v Drexelu leta 2011. Vendar je tudi zelo prevoden, zaradi česar je dober kandidat za baterijske membrane.
Priporočeni videoposnetki
To je zahvaljujoč kemični sestavi MXene, ki optimizira pretok elektrode — mesta, kjer je energija shranjena v baterijah za polnjenje — prek njega. Baterije držijo ioni v vratih, imenovanih "redoks aktivna mesta", da zadržijo naboj, število vrat, ki jih vsebuje baterija, pa je neposredno sorazmerno s količino naboja, ki ga lahko zadrži.
Za razliko od današnjih baterijskih membran, ki imajo omejene poti, da ioni pridejo do vrat, MXene ustvari več poti, skozi katere potujejo ioni. In naravna visoka prevodnost MXene pomaga pri hitrem premikanju ionov, kar poveča efektivno stopnjo polnjenja.
»V tradicionalnih baterijah […] imajo ioni mučno pot do vrat za shranjevanje polnjenja, kar ne le upočasni vse, ampak tudi ustvarja situacijo, ko zelo malo ionov dejansko doseže cilj pri hitrih stopnjah polnjenja,« Maria Lukatskaya, raziskovalka na ekipa, rekel. »Idealna arhitektura elektrod bi bila nekaj takega, kot da bi se ioni premikali do pristanišč po večpasovnih, hitrih 'avtocestah', namesto po enopasovnih cestah. Naša zasnova makroporozne elektrode dosega ta cilj, ki omogoča hitro polnjenje - v nekaj sekundah ali manj.«
Končni rezultat je lahko baterija, ki namesto minut ali ur potrebuje zgolj "desetine milisekund", da se popolnoma napolni. Yuri Gogotsi, profesor znanosti o materialih in inženiringa, je dejal, da bi uporaba MXene v resničnem svetu lahko vodila k boljši baterije za prenosnike in električni avto baterije. "Če začnemo uporabljati nizkodimenzionalne in elektronsko prevodne materiale kot baterijske elektrode, lahko dosežemo, da baterije delujejo veliko, veliko hitreje kot danes," je dejal. "Sčasoma nas bo spoštovanje tega dejstva pripeljalo do baterij za avtomobile, prenosne računalnike in mobilne telefone, ki se lahko polnijo z veliko višjimi stopnjami - sekunde ali minute in ne ure."
Mxene še ni komercialno uspešen – Gogotsi domneva, da je še vsaj tri leta oddaljen od tega, da se bo prebil v izdelke množične proizvodnje, kot je baterije za mobilne telefone. Toda ekipa je predana raziskovanju novih aplikacij v bližnji prihodnosti.
Priporočila urednikov
- Vaš naslednji iPhone morda nima robov. Evo, zakaj je to lahko težava
- Vaš naslednji monitor Mac bi lahko imel to genialno novo funkcijo
- Uradno je – Motorola-in naslednji Razr je telefon 2023, ki ga komaj čakam
- Vaš naslednji avto bi lahko imel vgrajen TiVo
- iOS 16.5 prinaša dve vznemirljivi novi funkciji za vaš iPhone
Nadgradite svoj življenjski slogDigitalni trendi bralcem pomagajo slediti hitremu svetu tehnologije z vsemi najnovejšimi novicami, zabavnimi ocenami izdelkov, pronicljivimi uvodniki in enkratnimi vpogledi v vsebine.
