В то время как на испытательной стадии, это показывает огромный потенциал в качестве переносного источника питания в ряде практических приложений, в том числе электрических транспортных средств, телефонов и носимых технологий.
Открытие, опубликованное сегодня в природе энергии, преодолевает проблемы, с которыми сталкиваются высокой мощности, быстрой зарядки суперконденсаторов, что они обычно не могут держать большое количество энергии в маленьком пространстве.
Первый автор исследования, доктор Zhuangnan ли (ЛЧ химии), сказал: «наш новый суперконденсатор является чрезвычайно перспективным для следующего поколения технологий хранения энергии в качестве замены для текущей технологии батареи, или для использования вместе с ним, чтобы предоставить пользователю больше мощности.
«Мы разработали материалы, которые дали бы наши суперконденсатор с высокой плотностью энергии-то есть, как быстро он может поручить или Discharge — и высокую плотность энергии, — которые будут определять, насколько долго она может работать. Как правило, вы можете иметь только одну из этих характеристик, но наш ионистор обеспечивает, который является важным прорывом.
«Кроме того, ионистор можно согнуть на 180 градусов без ущерба для производительности и не используют жидкий электролит, который сведет к минимуму риск взрыва и делает его идеальным для интеграции в бенди телефонов и носимой электроники.»
Команда химиков, инженеров и физиков работали над новым дизайном, который использует инновационную графена электродного материала с порами, которые могут быть изменены в размерах для более эффективного хранения заряда. Эта настройка увеличивает плотность энергии в суперконденсаторах до рекордных 88.1 ч/л (Ватт-час на литр), что является самым высоким когда-либо сообщалось плотность энергии углеродные суперконденсаторы.
Похожие быстрой зарядки коммерческой техники обладает относительно низкой плотностью энергии 5-8 Вт * ч/л и традиционной медленной зарядки, но длительных свинцово-кислотных батарей, используемых в электрических транспортных средств, как правило, имеют 50-90 Вт/л.
В то время как суперконденсаторы, разработанные командой и имеют сопоставимую плотность энергии, чтобы государство-оф-искусство стоимость свинцово-кислотных аккумуляторов, плотность энергии на два порядка выше-более 10 000 Ватт на литр.
Старший автор исследования и декан ЛЧ математической и физической наук, профессор Иван Паркин (ЛЧ химии), сказал: «с успехом хранить огромное количество энергии безопасно в компактной системы является важным шагом в направлении улучшения технологии аккумулирования энергии. Мы показали, он быстро заряжает, мы можем контролировать его выход и он имеет отличную прочность и гибкость, что делает его идеальным для разработки для использования в миниатюризации электроники и электрических транспортных средств. Представьте себе, нуждаясь лишь десять минут, чтобы полностью зарядить свой электромобиль или пару минут на телефоне и он длится целый день».
Исследователи сделали электродов из нескольких слоев графена, создавая плотный, но пористый материал способен задерживать ионы различных размеров. Они характеризуют его с помощью различных методов и обнаружили, что он выполняется лучше всего, когда размеры пор соответствуют диаметру ионов в электролите.
Оптимизированный материал, который образует тонкую пленку, был использован для построения доказательств — принципиальной схемы устройства с высокой мощностью и высокой плотностью энергии.
На 6см х 6см ионистор был сделан из двух одинаковых электродов слоистых обе стороны гелеобразную субстанцию, которая выступала в качестве химического средства для передачи электрического заряда. Это было использовано к десяткам мощность светоизлучающих диодов (Сид) и был найден, чтобы быть чрезвычайно прочным, гибким и устойчивым.
Даже при сгибании на 180 градусов, он выполняется почти так же, как когда он был плоский, а после 5000 циклов, он сохранил 97,8% от своего потенциала.
Старший автор исследования, профессор Ли Фэн (Китайская академия наук), сказал: «в течение ближайших тридцати лет в мире интеллектуальных технологий будет ускоряться, что позволит значительно изменить коммуникаций, транспорта и нашей повседневной жизни. Делая накопления энергии умнее, устройств станут невидимыми для нас, работая автоматически и интерактивно с бытовой техникой. Наши умные клетки-это отличный пример того, как опыт пользователя может быть улучшено, и они показывают огромный потенциал в качестве портативного источника питания в будущих применений.»
Исследование финансировалось Национальным научным фондом Китая, Министерство науки и техники Китая, Китайской академии наук и Совет.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!