Un pluripremiato ricercatore della Tulane University ha guidato un team in scoperte che potrebbero portare a una ricarica significativamente più veloce di veicoli elettrici e dispositivi portatili come telefoni cellulari e laptop. Il team ha progettato nuovi materiali su scala nanometrica per ottenere elevate densità di potenza ed energia.
Il nuovo materiale ha il potenziale per ridurre i tempi di ricarica da ore a pochi minuti.
"Le prestazioni che stiamo ottenendo, in termini di energia e densità di potenza, sono eccezionali e colmano il divario tra batterie e condensatori", ha affermato il ricercatore.
Uno dei ricercatori del team ha affermato che il giusto passaggio verso l'energia rinnovabile ha portato a un disperato bisogno di dispositivi di accumulo di energia elettrochimica in grado di gestire elevate velocità di ricarica e avere un'elevata capacità.
Mentre le batterie agli ioni di litio, chiamate anche batterie agli ioni di litio o LIBS, offrono una delle più alte densità di energia, hanno ancora difficoltà quando si tratta di velocità di ricarica elevate e i loro elettroliti presentano alcuni problemi di sicurezza.
D'altra parte, i condensatori elettrochimici acquosi, noti anche come supercondensatori, possono fornire una potenza molto elevata ma la loro densità di energia è limitata.
Finanziato dall'Energy Frontier Research Center (DOE-EFRC) del Dipartimento dell'energia come parte del centro Fluid Interface Reactions, Structures and Transport (FIRST), il lavoro ruota attorno agli MXenes, promettenti materiali di accumulo di energia che sono conduttivi e possono ospitare ioni, come come litio, tra gli strati. I liquidi ionici a temperatura ambiente sono elettroliti promettenti perché forniscono stabilità e una maggiore densità di energia. Ma poiché i loro ioni sono così grandi e incapaci di entrare tra gli strati di MXene, la quantità di energia immagazzinata è limitata.
“Qui abbiamo introdotto cunei o pilastri tra gli strati per aprirli, consentendo agli ioni del liquido ionico di essere immagazzinati tra gli strati di MXene, ottenendo così livelli molto elevati energia e densità di potenza", ha detto il ricercatore.
Ha detto che questo lavoro esemplifica l'importanza di ottimizzare e ingegnerizzare la spaziatura nei materiali 2D per sbloccare il loro potenziale per nuove applicazioni.
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