การศึกษาใหม่เกี่ยวกับการจัดเก็บพลังงานการชาร์จที่เร็วขึ้น

วัสดุใหม่นี้มีศักยภาพในการลดเวลาในการชาร์จจากชั่วโมงเหลือเพียงไม่กี่นาที

“ประสิทธิภาพที่เราได้รับในแง่ของพลังงานและความหนาแน่นของพลังงานนั้นโดดเด่นและเชื่อมช่องว่างระหว่างแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุ” นักวิจัยกล่าว

หนึ่งในนักวิจัยจากทีมวิจัยกล่าวว่า การเปลี่ยนแปลงที่ถูกต้องไปสู่พลังงานหมุนเวียนได้นำไปสู่ความต้องการอุปกรณ์กักเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีที่สามารถรองรับอัตราการชาร์จที่สูงและมีความจุสูง

ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหรือที่เรียกว่าแบตเตอรี่ Li-ion หรือ LIBS นั้นมีความหนาแน่นของพลังงานสูงที่สุดตัวหนึ่ง แต่ก็ยังคงมีปัญหาอยู่เมื่อต้องชาร์จในอัตราที่สูง และอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ก็มีข้อกังวลด้านความปลอดภัยบางประการ

ในทางกลับกัน ตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมีที่เป็นน้ำหรือที่เรียกว่าตัวเก็บประจุยิ่งยวด สามารถให้พลังงานที่สูงมาก แต่ความหนาแน่นของพลังงานมีจำกัด

ได้รับทุนสนับสนุนจากศูนย์วิจัยพลังงานชายแดนของกระทรวงพลังงาน (DOE-EFRC) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์ปฏิกิริยาโครงสร้างและการขนส่งของไหล (FIRST) งานนี้หมุนรอบ MXenes ซึ่งมีแนวโน้มว่าวัสดุเก็บพลังงานที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและสามารถโฮสต์ไอออนได้ เช่น เป็นลิเธียมระหว่างชั้น ของเหลวอิออนที่อุณหภูมิห้องเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นอิเล็กโทรไลต์เพราะให้ความเสถียรและความหนาแน่นของพลังงานที่มากขึ้น แต่เนื่องจากไอออนของพวกมันมีขนาดใหญ่มากและไม่สามารถเข้าไประหว่างชั้น MXene ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้จึงมีจำกัด

“ในที่นี้ เราแนะนำเวดจ์หรือเสาระหว่างชั้นต่างๆ เพื่อเปิดขึ้น ซึ่งช่วยให้ไอออนของเหลวไอออนิกถูกเก็บไว้ระหว่างชั้น MXene ซึ่งทำให้ได้ผลลัพธ์ที่สูงมาก พลังงาน และความหนาแน่นของพลังงาน” นักวิจัยกล่าว

เขากล่าวว่างานนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการเพิ่มประสิทธิภาพและวิศวกรรมระยะห่างในวัสดุ 2D เพื่อปลดล็อกศักยภาพสำหรับการใช้งานใหม่