دراسة جديدة حول تخزين الطاقة بشكل أسرع

المادة الجديدة لديها القدرة على تقليل أوقات الشحن من ساعات إلى بضع دقائق.

قال الباحث: "إن الأداء الذي نحصل عليه - من حيث الطاقة وكثافة الطاقة - رائع ويسد الفجوة بين البطاريات والمكثفات".

قال أحد الباحثين من الفريق إن التحول الصحيح نحو الطاقة المتجددة أدى إلى حاجة ماسة لأجهزة تخزين الطاقة الكهروكيميائية التي يمكنها التعامل مع معدلات الشحن العالية والقدرة العالية.

في حين أن بطاريات الليثيوم أيون ، والتي تسمى أيضًا بطاريات Li-ion أو LIBS ، تقدم واحدة من أعلى كثافة للطاقة ، إلا أنها لا تزال تعاني عندما يتعلق الأمر بمعدلات الشحن المرتفعة ، وتظهر إلكتروليتاتها بعض مخاوف السلامة.

من ناحية أخرى ، يمكن للمكثفات الكهروكيميائية المائية ، والمعروفة أيضًا باسم المكثفات الفائقة ، أن توفر طاقة عالية جدًا ولكن كثافة طاقتها محدودة.

بتمويل من مركز أبحاث حدود الطاقة التابع لوزارة الطاقة (DOE-EFRC) كجزء من مركز تفاعلات واجهة السوائل والهياكل والنقل (FIRST) ، يدور العمل حول MXenes ، مواد واعدة لتخزين الطاقة تكون موصلة ويمكن أن تستضيف أيونات ، مثل بين الطبقات الليثيوم. السوائل الأيونية في درجة حرارة الغرفة عبارة عن إلكتروليتات واعدة لأنها توفر الاستقرار وكثافة طاقة أكبر. ولكن نظرًا لأن أيوناتها كبيرة جدًا وغير قادرة على الانتقال بين طبقات MXene ، فإن كمية الطاقة المخزنة محدودة.

"لقد أدخلنا هنا أسافين أو أعمدة بين الطبقات لفتحها ، مما يسمح بتخزين أيونات السوائل الأيونية بين طبقات MXene ، وبالتالي تحقيق مستويات عالية جدًا طاقة وقال الباحث ".

وقال إن هذا العمل يجسد أهمية تحسين وهندسة التباعد في المواد ثنائية الأبعاد لإطلاق العنان لإمكانياتها للتطبيقات الجديدة.