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杜兰大学研究人员发现新型纳米级材料 或可加快充电时间

难怪忧伤 2021-08-27 17:52:57

据外媒报道,由杜兰大学(Tulane University)科学与工程系Ken & Ruth Arnold早期职业教授(Ken & Ruth Arnold Early Career Professor in Science and Engineering)Michael Naguib领导的研究团队设计出新型纳米级材料,可实现高功率和能量密度,或可大大加快电动汽车和便携式设备(如手机和笔记本电脑)的充电速度,将充电时间从几小时缩短到几分钟。

杜兰大学研究人员发现新型纳米级材料 或可加快充电时间

(图片来源:杜兰大学)


该论文为“通过预插层为室温离子液体中的高性能超级电容器MXene电极设计层间间距”,且已发表于期刊《Advanced Functional Materials》。


Naguib表示:“新材料在能量和功率密度方面都非常出色,弥合了电池和电容器之间的差距。”Naguib是二维材料和电化学储能方面的专家。该专家表示:“由于不断向可再生能源转变,市场迫切需要能够处理高充电率和高容量的电化学储能设备。”


虽然锂离子电池,即锂电池或LIBS,可提高较高的能量密度,但当充电率过高时易出现问题,且电解质也存在安全问题。水性电化学电容器,又称超级电容器,可以提供非常高的功率,但其能量密度有限。


此项研究由能源部能源前沿研究中心(DOE-EFRC),隶属于流体界面反应、结构和传输(FIRST)中心,并围绕MXenes展开,有望开发出层间具有导电性且可以承载离子(如锂)的储能材料。室温离子液体具有较高稳定性,且具有更大的能量密度,是非常有前景的电解质,但因其离子太大无法进入MXene层之间,所以存储能量很有限。


Naguib表示:“我们在层之间引入了楔形或柱子以将它们打开,使离子液体离子存储在MXen层之间,从而大大提高能量和功率密度。这项研究表明,优化和设计二维材料中的间距以释放其新应用潜力非常重要。”


除了杜兰大学的研究人员之外,该研究团队还包括来自橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)、范德堡大学(Vanderbilt University)、北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)和美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology)的研究人员。


来源:盖世汽车

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