Потужний графеновий матеріал для високоефективних суперконденсаторів. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Потужний графеновий матеріал для високоефективних суперконденсаторів

18.01.2021

Команда вчених, яка працює з професором неорганічної та металоорганічної хімії в Технічному університеті Мюнхена (TUM), розробила новий, потужний і стійкий гібридний матеріал графена для суперконденсаторів. Він служить позитивним електродом у накопичувачі енергії. Дослідники комбінують його з перевіреним негативним електродом на основі титану та вуглецю.

Новий пристрій накопичення енергії не тільки забезпечує щільність енергії до 73 кВт/год на кг, що приблизно еквівалентно щільності енергії нікель-металогідридної батареї. При цьому новий пристрій працює набагато краще ніж більшість інших суперконденсаторів, при щільності потужності 16 кВт/год на кг. Секрет нового суперконденсатора полягає у поєднанні різних матеріалів, тому хіміки називають суперконденсатор "асиметричним".

Ідею об'єднання основних матеріалів було перенесено на суперконденсатори. Як основу вони використовували новий позитивний електрод накопичувача з хімічно модифікованим графеном і поєднали його з наноструктурованим металоорганічним каркасом, так званим MOF.

Вирішальними для характеристик гібридів графена є, з одного боку, велика питома поверхня та контрольовані розміри пір, а з іншого боку, висока електропровідність.

Для добрих суперконденсаторів важлива велика поверхня. Це дозволяє збирати у матеріалі відповідно велику кількість носіїв заряду – це основний принцип зберігання електричної енергії. Завдяки майстерному дизайну матеріалів дослідникам вдалося пов'язати графенову кислоту з MOF. Отримані в результаті гібридні MOF мають дуже велику внутрішню поверхню до 900 квадратних метрів на грам і дуже ефективні як позитивні електроди в суперконденсаторі.

Стабільне з'єднання між наноструктурованими компонентами має величезні переваги з погляду довгострокової стабільності: чим стабільніші зв'язки, тим більше циклів зарядки та розрядки можливе без значного погіршення продуктивності.

Класичний літієвий акумулятор має термін служби близько 5000 циклів. Новий елемент, розроблений дослідниками TUM, зберігає майже 90% ємності після 10 000 циклів.

<< Назад: Фотони замість електронів для революційних процесорів 18.01.2021

>> Вперед: Мікроскопічний робот на рідкому паливі 17.01.2021

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Нові світлодіоди серії LM281D+ від Samsung 29.04.2018

Компанія Samsung представила нову бюджетну серію світлодіодів LM281D+ потужністю 0,5 Вт у популярному корпусі 2835. Як позиціонує ці світлодіоди сам виробник, LM281D+ створено для досягнення максимального рівня співвідношення яскравості та ціни.

Однією з головних відмінних рис LM281D+ є збільшений максимальний робочий струм до 200 мА. Це дозволяє вирішувати ширший спектр завдань у галузі світлодіодного освітлення, порівняно з попереднім поколінням світлодіодів цього сімейства, у якого значення максимального робочого струму не перевищує 160 мА.

Маючи високу ефективність та низьку вартість, нова серія світлодіодів Samsung LM281D+ ідеально підійде як для освітлення офісів, магазинів та інших комерційних та побутових приміщень, так і для декоративного та архітектурного підсвічування.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт