蓋世汽車訊 據外媒報道,由杜蘭大學(Tulane University)科學與工程系Ken & Ruth Arnold早期職業教授(Ken & Ruth Arnold Early Career Professor in Science and Engineering)Michael Naguib領導的研究團隊設計出新型納米級材料,可實現高功率和能量密度,或可大大加快電動汽車和便攜式設備(如手機和筆記本電腦)的充電速度。這種新材料有可能將充電時間從幾小時縮短到幾分鐘。
(圖片來源:杜蘭大學)
該論文為“通過預插層為室溫離子液體中的高性能超級電容器MXene電極設計層間間距”,且已發表于期刊《Advanced Functional Materials》。
Naguib表示:“新材料在能量和功率密度方面都非常出色,彌合了電池和電容器之間的差距。”Naguib是二維材料和電化學儲能方面的專家。該專家表示:“由于不斷向可再生能源轉變,市場迫切需要能夠處理高充電率和高容量的電化學儲能設備。”
雖然鋰離子電池,即鋰電池或LIBS,可提高較高的能量密度,但當充電率過高時易出現問題,且電解質也存在安全問題。水性電化學電容器,又稱超級電容器,可以提供非常高的功率,但其能量密度有限。
此項研究由能源部能源前沿研究中心(DOE-EFRC),隸屬于流體界面反應、結構和傳輸(FIRST)中心,并圍繞MXenes展開,有望開發出層間具有導電性且可以承載離子(如鋰)的儲能材料。室溫離子液體具有較高穩定性,且具有更大的能量密度,是非常有前景的電解質,但因其離子太大無法進入MXene層之間,所以存儲能量很有限。
Naguib表示:“我們在層之間引入了楔形或柱子以將它們打開,使離子液體離子存儲在MXen層之間,從而大大提高能量和功率密度。這項研究表明,優化和設計二維材料中的間距以釋放其新應用潛力非常重要。”
除了杜蘭大學的研究人員之外,該研究團隊還包括來自橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)、范德堡大學(Vanderbilt University)、北卡羅來納州立大學(North Carolina State University)和美國國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology)的研究人員。
來源:蓋世汽車
作者:劉麗婷
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