Да ли су проводне електроде кључ за брзо пуњење батерија?

Izokrenuta učionica -- Transpiracija i disanje biljaka (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Батерије са електродама засноване на МКСенес-у нуде обећање високог капацитета за складиштење и веома брзо пуњење

Гари Елинофф, допринос писцу

Највећи проблем са којим се суочавају корисници пуњивих батерија је колико дуго требају да напуне. То је непријатност за кориснике мобилних уређаја, а више него било који други фактор, то је разлог за споро прихваћање аутомобила на електрични погон. Тим на Универзитету Дрекел, на чијем је челу био професор Иури Гоготси, развио је нову нову дизајн акумулатора заснованог на дводимензионалним карбидима прелазних метала (МКСенес) чија је "трећа димензија" само неколико атома. Батерије са електродама изграђене помоћу МКСене-а пружају могућност да апсорбују пун пуњач у секундама, а не у сатима. Папир који детаљно описује рад оригинално је објављен у часопису Натуре Енерги.

Архитектура електрода заснована на МКСене-у нуди две веома важне разлике.

Прво, док се батерија напуни, уливају се електрични напони, тражећи место за позивање кући. МКСене чини то путовање бржим и лакшим због свог својства макропорозности, или многих отвора кроз које се електрично напуњени јон може брже пребацити на свој "порт" на електроди. То је место где се чува за каснију употребу, када ће батерија обезбедити електричну енергију, а не добијати је.

Према речима Марије Лукатскеје, првог аутора листа "Природна енергија", идеална архитектура електрода би била нешто попут јона који се крећу у луке преко вишеслојних, брзих "аутопутева" умјесто узимања путева са једном траком. Наш дизајн макропорозних електрода постиже овај циљ, што омогућава брзо пуњење - по редоследу од неколико секунди или мање. "

Друга разлика је у томе што се код МКСене, много више ових портова, или редок локација, могу садржати унутар одређеног подручја. Резултат је да батерија заснована на МКСене електродама може похранити више пуњења за одређену величину и тежину.

Као што је описано на Инверсе.цом, већина савремених батерија користи складиштење хемијске енергије. МКСене, у облику који је илустрован доле, може се описати као "микроскопски швајцарски сир" са многим местима за складиштење јона. Затим, према чланку Инверсеа, примена хидрогела доводи до стварања још више ових редок локација, повећавајући капацитет складиштења батерије.

Атомска структура МКСене. Извор: Универзитет Дрекел (уређен).

МКСене омогућава комбиновање брзих пуњења и оптерећења карактеристика суперцапацитера са супериорним капацитетом складиштења батерија. Као што је то описао професор Гоготси, "овај документ оповргава широко прихваћену догму да је складиштење кемијских пуњења, које се користе у батеријама и псеудоцапацитима, увек много спорије од физичког складиштења која се користи у електричним двослојним кондензаторима, познатији и као суперцапациторс".

Као што је цитирано у чланку Инверсеа, "Елон Муск је то рекао најбоље: постојећа технологија батерије је срање". Постојало је много погрешних стартова у технологији батерије, а многе нове идеје постају неиздрживе и никад не излазе из лабораторије. Технологија батерије изгледа да је уско грло на путу ка напредовању у многим пољима. Тако да сви чекамо - и надамо се - да ова иновација може очистити пут.