Od dreves do moči: Inženirji zgradijo boljšo napravo za shranjevanje energije | 2020

Vsebina:

Anonim

Znanstveniki uporabljajo celulozo, organsko spojino, ki jo najdemo v rastlinah, bakterijah, algah in drevesih, za izgradnjo učinkovitejših in trajnejših naprav za shranjevanje energije ali superkapacitorjev. Ta razvoj utira pot k proizvodnji lahke, prilagodljive in močne elektronike, kot so nosljive naprave, prenosni napajalniki in hibridna in električna vozila.

"Končno je cilj te raziskave najti načine, kako učinkovito in trajnostno napajati sedanjo in prihodnjo tehnologijo," pravi Cranston, katere skupna raziskava je bila pred kratkim objavljena v Napredni materiali . "To pomeni predvidevanje prihodnjih tehnoloških potreb in opiranje na materiale, ki so okolju prijaznejši in ne temeljijo na izčrpavanju virov.

Celuloza ponuja prednosti visoke trdnosti in prilagodljivosti za številne napredne aplikacije; Posebno zanimivi so materiali na osnovi nanoceluloze. Delo Cranstona, asistenta za kemijsko inženirstvo, in Zhitomirsky, profesor materiala in inženirstva, prikazuje izboljšano tridimenzionalno napravo za shranjevanje energije, zgrajeno s prestrezanjem funkcionalnih nanodelcev v stenah nanocelulozne pene.

Pena je izdelana v poenostavljenem in hitrem enostopenjskem postopku. Uporabljena vrsta nanoceluloze se imenuje celulozni nanokristali in izgleda kot nekuhani dolgozrnati riž, vendar z nanometrskimi dimenzijami. V teh novih napravah so se "riževih zrn" zlepili na naključnih točkah, ki tvorijo mrežasto strukturo z veliko odprtega prostora, zato je material zelo lahek. To je mogoče uporabiti za izdelavo bolj trajnostnih kondenzatorskih naprav z večjo gostoto moči in hitrejšimi zmogljivostmi polnjenja v primerjavi z akumulatorji.

Za razvoj hibridnih in električnih vozil so posebnega pomena lahki in visoko zmogljivi kondenzatorji. Naprave za hitro polnjenje omogočajo občutno varčevanje z energijo, saj lahko med zaviranjem akumulirajo energijo in jo med pospeševanjem sprostijo.

"Verjamem, da se lahko najboljši rezultati dosežejo, ko raziskovalci združijo svoje strokovno znanje," pravi Zhitomirsky. "Emily je neverjeten raziskovalni partner. Globoko sem navdušena nad njenim navdušenjem, izjemno sposobnostjo organiziranja timskega dela in ustvarjanja novih idej."