Eine neue Studie zur schnelleren Energiespeicherung

Das neue Material hat das Potenzial, die Ladezeiten von Stunden auf Minuten zu reduzieren.

„Die Leistung, die wir in Bezug auf Energie und Leistungsdichte erzielen, ist hervorragend und schließt die Lücke zwischen Batterien und Kondensatoren“, sagte der Forscher.

Einer der Forscher des Teams sagte, dass die rechtmäßige Umstellung auf erneuerbare Energien zu einem dringenden Bedarf an elektrochemischen Energiespeichern geführt hat, die hohe Laderaten bewältigen und eine hohe Kapazität haben.

Lithium-Ionen-Batterien, auch Li-Ionen-Batterien oder LIBS genannt, bieten zwar eine der höchsten Energiedichten, haben aber immer noch Probleme mit hohen Laderaten und ihre Elektrolyte weisen einige Sicherheitsbedenken auf.

Auf der anderen Seite können wässrige elektrochemische Kondensatoren, auch Superkondensatoren genannt, sehr hohe Leistungen liefern, aber ihre Energiedichte ist begrenzt.

Die Arbeiten, die vom Energy Frontier Research Center (DOE-EFRC) des Department of Energy im Rahmen des Zentrums für Fluid Interface Reactions, Structures and Transport (FIRST) finanziert werden, drehen sich um MXene, vielversprechende Energiespeichermaterialien, die leitfähig sind und Ionen aufnehmen können, wie z B. Lithium, zwischen den Schichten. Ionische Flüssigkeiten bei Raumtemperatur sind vielversprechende Elektrolyte, da sie Stabilität und eine größere Energiedichte bieten. Da ihre Ionen jedoch so groß sind und nicht zwischen die MXene-Schichten gelangen können, ist die gespeicherte Energiemenge begrenzt.

„Hier haben wir Keile oder Säulen zwischen die Schichten eingebracht, um sie zu öffnen, damit die Ionen der ionischen Flüssigkeit zwischen den MXene-Schichten gespeichert werden können, wodurch sehr hohe Werte erreicht werden Energie und Leistungsdichten“, sagte der Forscher.

Er sagte, diese Arbeit sei ein Beispiel für die Bedeutung der Optimierung und Konstruktion der Abstände in 2D-Materialien, um ihr Potenzial für neue Anwendungen zu erschließen.