Нанобатареи – новое энергетическое будущие

Автор: Serjick | Рубрика: Другие источники энергии

Люди хотят жить, используя ресурсы земли, получая из них экологически чистую энергию. Эта энергия, наряду с обычной (в частности солнечные панели) уже используется в гибридных автомобилях. Но есть некоторые нюансы: в гибридных автомобилях для хранения энергии используются аккумуляторы. Однако этой энергии недостаточно для преодоления больших расстояний, а перезарядка аккумуляторов занимает много времени. Используя данный энергетический ресурс, мы не можем получить сильное ускорение.

Энергия ветра и солнца так же не дает нам такую возможность, от них мы получаем ее только временно. А устройства, предназначенные для хранения этой энергии, занимают много места и довольно дорогие. Директор университета NanoCenter Штата Мэриленд, Гэри Раблофф так же разделяет беспокойство потребителей: «Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, обеспечивают непостоянные поставки энергии, которые сначала должны быть получены, затем превращены в электрическую энергию, а потом сохранены. Обычные устройства для хранения и транспортировки энергии, такие как батареи и конденсаторы, не могут удерживать большое количество энергии, обладать достаточно большой мощностью и быстро перезаряжаться, что очень важно для нашего энергетического будущего».

Ученые из NanoCenter изобрели новое устройство для хранения электрической энергии полученной из альтернативных источников. Эти устройства в до 10 раз эффективнее использующихся на данный момент.

Устройства для хранения энергии можно разделить на три группы. Каждая из них имеет свои недостатки и преимущества. Первая группа: литий-ионные батареи – имеют большую емкость, но сравнительно небольшую мощность и долго перезаряжаются. Вторая – электрохимические конденсаторы. Они обладают большой мощностью, но маленькой емкостью. Третий тип: электростатические конденсаторы – они сберегают заряд на поверхностях двух проводников и обладают большой мощностью, быстро перезаряжаются, но также имеют малую емкость.

Ученые применили новые процессы для увеличения емкости устройств. Они сделали ставку на миллионы наночастиц, имеющих специфические особенности. Электроны при движении в наноструктурах двигаются используя большую поверхностную площадь.

Известно, что любые материалы имеют свои физические свойства и подчиняются законам физики. Ученые из штата Мэриленд использовали эти свойства в свою пользу, сочетая их в непривычных комбинациях. Они разделили материал на миллионы крошечных частиц, а те в свою очередь на миллиарды наночастиц, которые практически не различаются между собой по свойствам. Эти частицы и выполняют функцию хранилища и поставщика электрической энергии. Ученые сделали акцент на способности самоорганизации наноструктур.

Раблофф продолжил: «Целью для устройств хранения электрической энергии является наличие большой энергоемкости, мощности, способности к быстрой перезарядке и возможности транспортировки этой энергии без потерь к ее потребителю»

Исследователи Мэрилендского центра изобрели наноконденсаторы, которые по мощности стоят в одном ряду с электрохимическими, но обладают гораздо большей плотностью энергии. Ученые изначально разрабатывали технологию в коммерческих целях. Их изобретение схоже по масштабу с появлением тонких солнечных панелей.

В будущем они надеются, что их технология будет использоваться в промышленных масштабах наряду с энергией солнца и ветра.

Поделиться в соц. сетях