Новое исследование более быстрой зарядки накопителя энергии

Новый материал может сократить время зарядки с часов до нескольких минут.

«Получаемые нами характеристики - с точки зрения энергии и удельной мощности - являются выдающимися и устраняют разрыв между батареями и конденсаторами», - сказал исследователь.

Один из исследователей из команды сказал, что законный переход к возобновляемым источникам энергии привел к острой необходимости в электрохимических накопителях энергии, которые могут выдерживать высокие скорости зарядки и иметь большую емкость.

Хотя литий-ионные батареи, также называемые литий-ионными батареями или LIBS, предлагают одну из самых высоких плотностей энергии, они все еще испытывают трудности, когда дело доходит до высокой скорости зарядки, а их электролиты вызывают некоторые проблемы с безопасностью.

С другой стороны, водные электрохимические конденсаторы, также известные как суперконденсаторы, могут обеспечивать очень высокую мощность, но их удельная энергия ограничена.

Работа, финансируемая Исследовательским центром энергетических границ Министерства энергетики (DOE-EFRC) в рамках Центра реакций, структур и переноса жидкостей (FIRST), вращается вокруг MXenes, многообещающих материалов для хранения энергии, которые являются проводящими и могут содержать ионы, такие как как литий, между слоями. Ионные жидкости при комнатной температуре являются многообещающими электролитами, поскольку они обеспечивают стабильность и большую плотность энергии. Но поскольку их ионы настолько велики и не могут попасть между слоями MXene, количество запасенной энергии ограничено.

«Здесь мы ввели клинья или столбы между слоями, чтобы открыть их, позволяя ионам ионной жидкости накапливаться между слоями MXene, таким образом достигая очень высокой энергетика и плотности мощности », - сказал исследователь.

Он сказал, что эта работа демонстрирует важность оптимизации и проектирования интервалов в 2D-материалах, чтобы раскрыть их потенциал для новых приложений.