Innowacje techniczne

Nanomateriał, który ładuje baterie w sekundy

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie

Wielogodzinne ładowanie smartfonów i samochodów elektrycznych może wkrótce przejść do historii – MXene zwiastuje nadejście nowej generacji superakumulatorów.

Użytkownicy smartfonów zbyt dobrze znają ograniczenia techniczne współczesnych systemów przechowywania energii – w końcu godziny czekania na naładowanie baterii stały się dla nich codziennością. Jednak najnowsze eksperymenty wykazały, że czasy ładowania można skrócić do milisekund. Naukowcy eksperymentowali z wykorzystaniem MXene w produkcji elektrod używanych do przechowywania energii. Nanomateriał ten jest znany ze swoich właściwości przewodzących – odpowiada za nie warstwowa budowa, w której tlenki przeplatają się z warstwami węglowo-metalowymi. Materiał ma porowatą powierzchnię, dzięki której jony przenoszące energię mogą przenikać przez elektrody łatwiej niż w przypadku tradycyjnych akumulatorów. Co więcej, duża liczba otworów pozwala na wchłanianie większej ilości jonów, a co za tym idzie, energii.

„Badanie umożliwi nam opracowanie akumulatorów, które można ładować i rozładowywać w ciągu kilku sekund i które mieszczą więcej energii niż tradycyjne superkondensatory” – mówi szef grupy badawczej Yury Gogotsi.

Czy MXene jest przełomowym odkryciem, dzięki któremu wzrośnie dostępność samochodów elektrycznych?

Nie ma wątpliwości, że systemy magazynowania energii oparte na superkondensatorach są technologią przyszłości, jednak jak dotąd miały one jedną poważną wadę. Chociaż można je ładować znacznie szybciej niż akumulatory i chociaż mają one większą żywotność, ich pojemność to zaledwie 5–10% tej zapewnianej przez baterie tradycyjne. MXene może być zwiastunem nowej generacji superkondensatorów o dużej pojemności umożliwiających ciągłe użytkowanie.

Warstwowa struktura materiału MXene sprawia, że jest znakomitym przewodnikiem.
Warstwowa struktura MXene sprawia, że jest znakomitym przewodnikiem. Ilustracja: Dexel Yury Gogotsi(montaż)

Te superkondensatory mogą być przełomową technologią, która znacznie zwiększy dostępność samochodów elektrycznych na rynku masowym. Nowe systemy magazynowania energii pozwolą producentom skrócić czas ładowania i zwiększyć zasięg pojazdów zasilanych energią elektryczną. Nie jest jednak pewne, czy MXene nadaje się do użytku w większych akumulatorach. Niemniej jednak badacze zachowują optymizm i spodziewają się, że odkrycie to w najbliższej przyszłości umożliwi ładowanie smartfonów, laptopów i innych urządzeń mobilnych w ciągu minut, a nawet sekund.

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Innowacje techniczne Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story