Vezető elektródák a gyors töltőelemek kulcsa?

The brain may be able to repair itself -- with help | Jocelyne Bloch (Július 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

A MXenes alapú elektródákkal rendelkező akkumulátorok nagy tárolókapacitást és nagyon gyors töltést ígérnek

Írta: Gary Elinoff, író

Az újratölthető akkumulátorok felhasználóinak leginkább bosszantó problémája az, hogy mennyi ideig töltik a töltést. Ez kellemetlenség a mobileszközök felhasználói számára, és minden más tényezőnél, ez az oka annak, hogy az elektromos hajtású autók lassan elfogadásra kerülnek. Egy csapat a Drexel Egyetemen, amelyet Yury Gogotsi professzor vezetett, új, új, kétdimenziós átmenetifém-karbidokra (MXenes) alapuló akkumulátort tervezett, amelynek "harmadik dimenziója" csak néhány atom vastag. A MXene-lel épített elektródákkal rendelkező akkumulátorok lehetőséget kínálnak arra, hogy a teljes töltést másodpercek alatt felszívják, nem pedig órákban. A munka részleteit eredetileg a Nature Energy kiadványban közölték.

A MXene-n alapuló elektródarchitektúra két nagyon fontos különbséget jelent.

Először is, amikor akkumulátor töltődik, az elektromosan töltött ionok beleönnek, és otthoni hívást keresnek. A MXene gyorsabbá és könnyebbé teszi ezt az utat a makroporositás tulajdonsága miatt, vagy számos olyan nyíláson keresztül, amelyen keresztül az elektromosan töltött ion gyorsabban tud dolgozni az "elektróda" portján. Ez az a hely, ahol később tárolják, amikor az akkumulátor inkább áramot nyújt, mintsem vételét.

Maria Lukatskaya, a Nature Energy-papír első szerzője szerint "Az ideális elektróda-építészet valami olyasmi lenne, mint az ionok, amelyek több sávos, nagysebességű" autópályákon "mozognak a kikötőkön, az egysávos utak kivételével. Makro porózus elektróda kialakításunk ezt a célt szolgálja, amely lehetővé teszi a gyors töltést - néhány másodperc vagy annál kevesebb sorrendben.

A második megkülönböztetés az, hogy a MXene-lel több ilyen portot vagy redox helyet lehet egy adott területen tárolni. Az eredmény az, hogy a MXene elektródákon alapuló akkumulátor nagyobb mennyiséget és súlyt tud tárolni.

Az Inverse.com-on leírtak szerint a legtöbb kortárs akkumulátor vegyi energiatárolót használ. A MXene az alábbiakban bemutatott formában "mikroszkopikus svájci sajt" -ként írható le, számos iontároló helyre. Ezután az Inverse cikk szerint a hidrogél alkalmazása még több ilyen redox helyet hoz létre, növelve ezzel az akkumulátor tárolókapacitását.

A MXene atomszerkezete. Forrás: Drexel Egyetem (szerkesztve).

A MXene lehetővé teszi a szuperkapacitók gyors feltöltési és kisütési jellemzőinek kombinálását az akkumulátorok kiváló tárolókapacitásával. Gogotsi professzor ezt írja: "Ez a dokumentum megcáfolja a széles körben elfogadott dogmát, hogy az akkumulátorokban és pszeudokapacitátorokban használt vegyi töltés tárolása mindig sokkal lassabb, mint az elektromos kettősrétegű kondenzátorokban, más néven supercapacitorként használt fizikai tárolók."

Az Inverse cikk szerint "az Elon Musk a legjobb: a meglévő akkumulátortechnika szar." Számtalan hamis indítás történt az akkumulátortechnológiában, és sok új ötlet kiderül, hogy nem válik ki a laborból. Úgy tűnik, hogy az akkumulátorkomplexum az út mentén olyan szűk keresztmetszetekkel jár, hogy sok területen. Tehát mindannyian várunk - és reméljük -, hogy ez az innováció tisztázza az utat.