สิ่งสำคัญคือ MXene, a วัสดุสองมิติ ประกอบด้วยสองส่วน: ไฮโดรเจล (เจลที่มีส่วนประกอบของน้ำของเหลว) และโลหะออกไซด์ มีโครงสร้างหนาแน่นเพียงพอที่จะป้องกันรังสีและกรองน้ำ ตามที่ทีมวิจัยของ Drexel แสดงให้เห็น ในปี 2011. แต่ยังมีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูงอีกด้วย ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับ เยื่อหุ้มแบตเตอรี่.
วิดีโอแนะนำ
ต้องขอบคุณการแต่งหน้าทางเคมีของ MXene ซึ่งปรับการไหลของน้ำให้เหมาะสม อิเล็กโทรด — สถานที่ที่พลังงานถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่สำหรับการชาร์จ — ผ่านมัน แบตเตอรี่ค้าง ไอออน ในพอร์ตที่เรียกว่า "รีดอกซ์แอคทีฟไซต์" เพื่อกักประจุ และจำนวนพอร์ตที่แบตเตอรี่บรรจุอยู่จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณประจุที่แบตเตอรี่สามารถกักเก็บได้
ต่างจากเมมเบรนของแบตเตอรี่ในปัจจุบันซึ่งมีเส้นทางที่จำกัดสำหรับไอออนไปยังพอร์ต MXene สร้างเส้นทางหลายเส้นทางเพื่อให้ไอออนเดินทางผ่าน และค่าการนำไฟฟ้าที่สูงตามธรรมชาติของ MXene ช่วยเคลื่อนไอออนไปอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้อัตราการชาร์จที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น
“ในแบตเตอรี่แบบเดิมๆ […] ไอออนมีเส้นทางที่ทรมานไปยังพอร์ตจัดเก็บประจุ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ทุกอย่างช้าลงเท่านั้น แต่ยังทำให้ทุกอย่างช้าลงด้วย สร้างสถานการณ์ที่มีไอออนเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่ไปถึงจุดหมายปลายทางด้วยอัตราการชาร์จที่รวดเร็ว” Maria Lukatskaya นักวิจัยด้าน ทีม, พูดว่า. “สถาปัตยกรรมอิเล็กโทรดในอุดมคติจะเป็นบางอย่างเช่นไอออนที่เคลื่อนที่ไปยังพอร์ตผ่าน 'ทางหลวง' ความเร็วสูงหลายเลน แทนที่จะใช้ถนนเลนเดียว การออกแบบอิเล็กโทรดที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ของเราบรรลุเป้าหมายนี้ ซึ่งช่วยให้สามารถชาร์จได้รวดเร็ว โดยใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีหรือน้อยกว่านั้น”
ผลลัพธ์ที่ได้อาจเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้เวลาเพียง “สิบมิลลิวินาที” ในการชาร์จจนเต็ม แทนที่จะใช้เวลาเป็นนาทีหรือชั่วโมง Yuri Gogotsi ศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมกล่าวว่าการประยุกต์ใช้ MXene ในโลกแห่งความเป็นจริงอาจนำไปสู่สิ่งที่ดีกว่าได้ แบตเตอรี่แล็ปท็อป และ รถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ “ถ้าเราเริ่มใช้วัสดุที่มีมิติต่ำและนำไฟฟ้าด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ เราจะสามารถทำให้แบตเตอรี่ทำงานได้เร็วกว่าในปัจจุบันมาก” เขากล่าว “ท้ายที่สุดแล้ว การเห็นคุณค่าของความจริงข้อนี้จะนำเราไปสู่แบตเตอรี่รถยนต์ แล็ปท็อป และโทรศัพท์มือถือที่สามารถชาร์จได้ในอัตราที่สูงกว่ามาก — วินาทีหรือนาที แทนที่จะเป็นชั่วโมง”
Mxene ยังไม่สามารถใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ – Gogotsi คาดเดาว่าต้องใช้เวลาอย่างน้อยสามปีในการเข้าสู่ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจำนวนมากเช่น แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ. แต่ทีมงานมุ่งมั่นที่จะสำรวจแอปพลิเคชันใหม่ๆ ในระยะเวลาอันใกล้นี้
คำแนะนำของบรรณาธิการ
- iPhone เครื่องถัดไปของคุณอาจไม่มีกรอบ นี่คือสาเหตุที่อาจเป็นปัญหา
- จอภาพ Mac เครื่องถัดไปของคุณอาจมีฟีเจอร์อัจฉริยะนี้
- เป็นทางการแล้ว Razr รุ่นต่อไปของ Motorola คือโทรศัพท์ปี 2023 ที่ฉันรอไม่ไหวแล้ว
- รถคันถัดไปของคุณอาจมี TiVo ในตัว
- iOS 16.5 นำคุณสมบัติใหม่ที่น่าตื่นเต้นสองประการมาสู่ iPhone ของคุณ
อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร
