Новая технология позволяет пропускать ионы через «поры» не по одному, а тысячами сразу, что значительно увеличивает эффективность аккумуляторов
Фото: unsplash.com
Ученые из Университета Колорадо в Боулдере (США) создали новую модель суперконденсаторов, которые позволяют батареям заряжаться на очень больших скоростях.
Внутри стандартных аккумуляторов ионы передаются с одной стороны на другую, расходуя заряд, а затем меняют направление для перезарядки. Когда ионы проталкиваются через специальный материал, он отбирает электроны, которые становятся электрическим током, вытекая из клеммы.
Со временем запас электронов истощается, и аккумулятор разряжается. В перезаряжаемой аккумуляторной батарее ионы могут вернуться в исходное состояние, и тогда электроны будут отбираться в новом цикле.
Читайте также: Ученые создали гибкие солнечные батареи, не требующие зарядки
Суперконденсатор — новая концепция, сочетающая в себе конструкцию батареи и физику конденсатора. Конденсатор состоит из двух слоев проводящего материала, между которыми находится изолятор (например, стекло). Этот изолятор заставляет энергию накапливаться с обеих сторон.
В конструкции суперконденсатора энергия накапливается на поверхности в электрическом поле, которое удерживает электроны на месте. Это отличие является ключевым: частицы не соединяются и не отрываются от атомов и молекул во время химической реакции, что экономит энергию и предотвращает износ с течением времени.
Анкур Гупта и его команда разработали эффективный способ накопления заряда с помощью пористого суперконденсатора.
Вас может заинтересовать: Ученые разработали «водяные батарейки» — на что способны
«Основная привлекательность суперконденсаторов заключается в их скорости. Так как мы можем ускорить их зарядку и высвобождение энергии? Благодаря более эффективному движению ионов», — отмечает Гупта.
Ученые использовали знания о потоках, проходящих через поры, — например, исследования фильтрации воды — и применили эти знания к потоку энергии через пористый материал. Эту технологию еще предстоит доработать, однако исследователи уверены, что она окажется вполне жизнеспособной.
Ранее мы писали, что многослойные оксидные электроды литий-ионных батарей становятся нестабильными во время зарядки, сокращая срок их цикла. Исследователи нашли способ улучшить структурную стабильность, что продлило срок службы и сократило время зарядки.
Ознакомьтесь с другими материалами по теме:
Ученые создали материал для разработки новейших солнечных батарей
Созданы самые эффективные в мире солнечные батареи на квантовых точках: как работают
Ученые создали батарею, которая работает полвека без подзарядки
По материалам Popular Mechanics
