|  | 2 августа 2017 | Энергетика

Ионные "магистрали" в электродах аккумуляторных батарей позволят им заряжаться за считанные секунды

Структура материала MXene


Известно, что суперконденсаторы могут заряжаться и отдавать накопленную энергию гораздо быстрее, чем аккумуляторные батареи. Однако, суперконденсаторы обычно имеют малую емкость, а суперконденсаторы большой емкости стоят гораздо дороже аналогичных аккумуляторных батарей. Не так давно исследовательская группа из университета Дрексела (Drexel University) закончила разработку нового условно двухмерного материала, получившего название MXene. Электроды, изготовленные с использованием этого материала, позволят создать устройство накопления энергии, емкость которого будет сопоставима с емкостью аккумуляторных батарей, а скорость будет сопоставима со скоростью работы суперконденсаторов. Другими словами, новое устройство будет способно заряжаться полностью за считанные секунды.

"Существует общепринятое мнение, что хранение электричества в виде химической энергии, используемое в аккумуляторных батареях и электролитических конденсаторах, всегда медленнее, чем хранение электричества в прямом виде в двухслойных конденсаторах и суперконденсаторах" - рассказывает Юрий Гоготси (Yury Gogotsi), ведущий исследователь, - "Высокая электронная проводимость материала MXene позволяет заряжать опытные образцы конденсаторов с такими электродами за десятки миллисекунд, что в свою очередь, позволит заряжать за несколько секунд устройства с емкостью, соответствующей емкости аккумуляторных батарей".

Структура электродов также важна, как и материал, из которых они изготовлены. У электрода должно иметься несколько активных мест, в которых проходят окислительно-восстановительные электрохимические реакции. И чем больше таких мест, тем выше будет емкость батареи. Материал MXene, представляющий собой сложное металокарбидное соединение (Ti3C2Tx) и имеющий микропористую структуру, по сути, является одним большим активным местом, что позволяет очень большому количеству ионов принимать одновременное участие в электрохимических реакциях.

"В традиционных батареях и суперконденсаторах ионы должны проделывать не слишком прямой путь к активным местам, где и происходит накопление энергии" - рассказывает Мария Лукацкая (Maria Lukatskaya), одна из исследователей, - "Ионная "магистраль" из материала MXene, включенная в структуру электрода батареи, позволит ионам добираться до места назначения быстрей и в больших количествах".




Ключевые слова:
Аккумулятор, Батарея, Емкость, Суперконденсатор, Скорость, Электрод, Материал, MXene

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Компании Hitachi-Maxell удалось увеличить в два раза емкость литий-ионных а ...
  • Новый тип суперконденсаторов сможет вытеснить аккумуляторные батареи в сист ...
  • Графеновые суперконденсаторы смогут заменить аккумуляторные батареи в малог ...
  • Разработан новый тип твердотельного конденсатора, объединяющий лучшие свойс ...
  • Применение миниатюрных суперконденсаторов может значительно повысить срок с ...




  • 2 августа 2017 07:25
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Все эти технологии моментальной зарядки могут просадить энергетическую инфраструктуру. Ведь мощности нужны для этого - ого-го какие!


    --------------------
        
    2 августа 2017 07:46
    #2 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 320
    новое устройство будет способно заряжаться полностью за считанные секунды

    Это, наверное, для аккумов малой ёмкости. Почему всегда про зарядный ток забывают? Взять аккум на 4 а/ч. Током в 2А он будет заряжаться 2 часа (в идеале, без учёта потерь). А теперь посчитаем ток, необходимый для зарядки за 1 минуту: 120 (2 часа = 120 мин, именно во столько сократится время зарядки и во столько же увелится ток) Х 2А = 240А. При таком токе разрушится вся начинка аккумулятора. Про несколько секунд - вообще молчу.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.