Một nghiên cứu mới về lưu trữ năng lượng sạc nhanh hơn

Vật liệu mới có khả năng giảm thời gian sạc từ vài giờ xuống còn vài phút.

Nhà nghiên cứu cho biết: “Hiệu suất mà chúng tôi đạt được—về mặt năng lượng và mật độ năng lượng—là vượt trội và thu hẹp khoảng cách giữa pin và tụ điện”.

Một trong những nhà nghiên cứu của nhóm cho biết sự chuyển đổi đúng đắn sang năng lượng tái tạo đã dẫn đến nhu cầu cấp thiết về các thiết bị lưu trữ năng lượng điện hóa có thể xử lý tốc độ sạc cao và dung lượng cao.

Mặc dù pin lithium-ion, còn được gọi là pin Li-ion hoặc LIBS, cung cấp một trong những mật độ năng lượng cao nhất, nhưng chúng vẫn gặp khó khăn khi có tốc độ sạc cao và chất điện phân của chúng có một số lo ngại về an toàn.

Mặt khác, tụ điện hóa nước hay còn gọi là siêu tụ điện có thể cung cấp năng lượng rất cao nhưng mật độ năng lượng của chúng bị hạn chế.

Được tài trợ bởi Trung tâm Nghiên cứu Biên giới Năng lượng của Bộ Năng lượng (DOE-EFRC) như một phần của trung tâm Phản ứng, Cấu trúc và Vận chuyển Giao diện Chất lỏng (FIRST), công việc xoay quanh MXenes, hứa hẹn các vật liệu lưu trữ năng lượng có tính dẫn điện và có thể chứa các ion, chẳng hạn như như lithium, giữa các lớp. Chất lỏng ion ở nhiệt độ phòng là chất điện giải đầy hứa hẹn vì chúng mang lại sự ổn định và mật độ năng lượng lớn hơn. Nhưng do các ion của chúng quá lớn và không thể lọt vào giữa các lớp MXene nên lượng năng lượng dự trữ bị hạn chế.

“Ở đây, chúng tôi đã giới thiệu các nêm hoặc cột giữa các lớp để mở chúng ra, cho phép các ion lỏng ion được lưu trữ giữa các lớp MXene, do đó đạt được hiệu suất rất cao. năng lượng và mật độ năng lượng,” nhà nghiên cứu cho biết.

Ông cho biết công trình này cho thấy tầm quan trọng của việc tối ưu hóa và thiết kế khoảng cách trong vật liệu 2D để mở khóa tiềm năng của chúng cho các ứng dụng mới.