Наука

MXene: наноматериал для мгновенной зарядки аккумуляторов

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie

Скоро зарядка смартфонов и электромобилей в течение нескольких часов может остаться в прошлом, поскольку материал MXene позволит создавать аккумуляторы нового поколения.

Владельцы смартфонов знают о технических ограничениях современных энергоаккумулирующих систем, ведь они часами заряжают свои устройства. Однако результаты последних экспериментов показали, что время зарядки можно снизить до миллисекунд.

Для изготовления электродов, необходимых для аккумуляторов, исследователи использовали материал MXene. Этот наноматериал известен высокой проводимостью, которая достигается благодаря многослойной структуре: оксид чередуется со слоями карбида металла. Поскольку MXene обладает пористой поверхностью, ионы, передающие энергию, быстрее проникают в электроды, чем в обычных аккумуляторах. Кроме того, большое количество отверстий позволяет абсорбировать больше ионов и, таким образом, аккумулировать больше энергии.

«Это исследование позволит создать аккумуляторы, которые можно заряжать и разряжать за секунды, а их емкость будет значительно выше, чем у обычных суперконденсаторов», — говорит руководитель исследовательской группы, Юрий Гогоци (Yury Gogotsi).

Возможно ли с помощью MXene повысить доступность электромобилей?

Суперконденсаторы — это, безусловно, энергоаккумулирующие системы будущего, но до настоящего момента у них был один серьезный недостаток: несмотря на то что они значительно быстрее заряжаются и выдерживают больше циклов зарядки, чем аккумуляторы, они хранят только 5–10 % энергии, обеспечиваемой обычными аккумуляторами. MXene может положить начало новому поколению суперконденсаторов с высокой емкостью, необходимой для продолжительной работы.

Благодаря своей многослойной структуре MXene обладает высокими проводящими свойствами.
Благодаря своей многослойной структуре MXene обладает высокими проводящими свойствами. Изображение: Dexel Юрий Гогоци — (монтаж)

Эти суперконденсаторы могут существенно повысить доступность электромобилей, способствуя их выводу на массовый рынок. В конце концов, новые энергоаккумулирующие системы позволят производителям не только сократить время зарядки, но и расширить ассортимент электромобилей. Однако возможность применения MXene для изготовления более крупных аккумуляторов предстоит еще доказать. Тем не менее исследователи полны оптимизма и надеются, что в ближайшем будущем это открытие позволит заряжать смартфоны, ноутбуки и другие мобильные устройства за несколько минут или даже секунд.

Поделиться этой статьей

Другие темы

Инновационные технологии Наука

Читать эту статью следующей

Read Full Story