![Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain энергия](https://alltechreviews.ru/wp-content/uploads/2024/05/Зарядите-ноутбук-за-минуту-Суперконденсаторы-могут-помочь-новое-исследование-предлагает.jpg)
Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain
Представьте себе, что ваш разряженный ноутбук или телефон можно зарядить за минуту, а электромобиль можно полностью зарядить за 10 минут.
Хотя это пока и невозможно, но новое исследование группы учёных Калифорнийского университета в Боулдере потенциально может привести к таким достижениям.
Опубликовано сегодня в Труды Национальной академии наукИсследователи из лаборатории Анкура Гупты обнаружили, как крошечные заряженные частицы, называемые ионами, движутся внутри сложной сети мельчайших пор. Этот прорыв может привести к разработке более эффективных устройств хранения энергии, таких как суперконденсаторы, сказал Гупта, доцент кафедры химической и биологической инженерии.
«Учитывая решающую роль энергии в будущем планеты, я почувствовал вдохновение применить свои знания в области химической инженерии для разработки устройств хранения энергии», — сказал Гупта. «Мне казалось, что эта тема несколько недостаточно изучена и поэтому представляет собой прекрасную возможность».
Гупта объяснил, что несколько методов химической инженерии используются для изучения потока в пористых материалах, таких как нефтяные резервуары и фильтрация воды, но они не были полностью использованы в некоторых системах хранения энергии.
Это открытие имеет важное значение не только для хранения энергии в транспортных средствах и электронных устройствах, но и для электросетей, где колебания спроса на энергию требуют эффективного хранения, чтобы избежать потерь в периоды низкого спроса и обеспечить быстрое снабжение во время высокого спроса.
Суперконденсаторы, устройства хранения энергии, которые основаны на накоплении ионов в порах, имеют более быстрое время зарядки и более длительный срок службы по сравнению с батареями.
«Основная привлекательность суперконденсаторов заключается в их скорости», — сказал Гупта. «Так как же мы можем ускорить их зарядку и выделение энергии? За счет более эффективного движения ионов».
Их результаты модифицируют закон Кирхгофа, который управляет течением тока в электрических цепях с 1845 года и является основным предметом на уроках естествознания старшеклассников. В отличие от электронов, ионы движутся как за счет электрических полей, так и за счет диффузии, и исследователи определили, что их движения в местах пересечения пор отличаются от того, что описано в законе Кирхгофа.
До исследования движение ионов было описано в литературе только в одной прямой поре. Благодаря этому исследованию движение ионов в сложной сети из тысяч взаимосвязанных пор можно смоделировать и предсказать за несколько минут.
«В этом заключается суть работы», — сказал Гупта. «Мы нашли недостающее звено».
Больше информации:
Филипе Энрике и др., Сетевая модель для прогнозирования ионного транспорта в пористых материалах, Труды Национальной академии наук (2024). DOI: 10.1073/pnas.2401656121
Предоставлено Университетом Колорадо в Боулдере.
Цитирование: Зарядите ноутбук за минуту? Суперконденсаторы могут помочь; новое исследование предлагает подсказки (2024 г., 25 мая), получено 26 мая 2024 г. с https://phys.org/news/2024-05-laptop-minute-supercapacitors-clues.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любых добросовестных сделок в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержимое предоставлено исключительно в информационных целях.