喷涂天线;在电池隔离二氧化碳;权力从流水。
喷涂天线
德雷克塞尔大学的工程师们开发了一个sprayable形式的二维材料MXene可以用来创建几乎任何表面上的天线。天线执行,或者比目前使用的移动设备和射频识别标签。
MXene钛硬质合金可以溶解在水里创建一个墨水或油漆。材料的特殊的导电性使其传播和直接的无线电波,甚至当它应用于一个很薄的涂层。
“我们发现甚至透明天线几十纳米的厚度能够有效地沟通,“亚洲Sarycheva说,博士生德雷克塞尔。“通过增加厚度8微米,MXene天线的性能取得了98%的预测最大价值。”
喷的初始测试天线表明他们可以执行相同的质量范围目前的天线,这是比MXene天线厚得多。
德雷塞尔大学的工程学院的研究人员开发出一种“喷漆”无形细天线从一个叫做MXene类型的二维材料。(来源:Kanit Hantanasirisakul /德雷塞尔大学)
“当前金属制备方法不能使天线足够薄,适用于任何表面,尽管数十年的研究和开发,以提高金属天线的性能,”尤里·Gogotsi说,材料科学与工程教授和主任A.J.德雷克塞尔纳米材料研究所。“我们正在寻找二维纳米材料,薄板厚度大约几十万倍比人的头发细;只有几个原子,和可以自组装成导电薄膜沉积在任何表面上。因此,我们选择MXene,这是一个二维钛硬质合金材料,比金属和metallically导电,超薄天线作为候选人。”
该组织最初测试天线的喷涂应用墨水在粗糙的衬底,纤维素纸,和顺利,聚对苯二甲酸乙二醇酯表。接下来,小组植物调查的最好方法应用到各种各样的表面从玻璃纱和皮肤。
在电池隔离二氧化碳
麻省理工学院的研究人员开发了一种新型的电池可以利用二氧化碳从发电厂。电池是由金属锂,碳,电解质,研究人员设计的。
而不是试图将二氧化碳转换成专业化学品使用金属催化剂,目前高度挑战,这个电池可以不断地将二氧化碳转化为碳酸固体矿产排放。
目前,电厂配备碳捕捉系统通常使用多达30%的生产出来的电力功率捕获,二氧化碳的释放和存储。任何可以降低成本的捕获过程,或可能导致最终产品的价值,可以显著改变这种系统的经济学,研究人员说。
团队看着二氧化碳捕获化学是否可以投入使用,使carbon-dioxide-loaded电解质的捕获气体放电期间可以使用电池提供电力输出。这种方法可能使用的核电站废物流,使材料的一个主要组件的电池。
扫描电子显微镜图像显示了二氧化碳基电池的碳阴极由麻省理工学院的研究人员,在电池放电。它显示碳化合物的形成表面上,由碳酸盐物质可能来自发电厂排放,相比原来的原始表面(嵌入)。(来源:麻省理工学院)
虽然近期利益增长的发展lithium-carbon-dioxide电池,使用气体放电期间作为反应物,二氧化碳的低反应性通常需要使用金属催化剂。不仅是这些昂贵,但它们的功能仍然知之甚少,和反应难以控制。
通过气体在液体状态,然而,研究小组发现了一种方法来实现二氧化碳电化学转换只使用碳电极。关键是要preactivate二氧化碳通过合并成一个胺的解决方案。
这种早期系统尚未优化和需要进一步发展,研究人员说。首先,电池的循环寿命是有限的10个充放电周期,所以还需要更多的研究来改善rechargeability和防止退化细胞的组件。“Lithium-carbon二氧化碳电池年”作为一个可行的产品,Betar勇敢的说,麻省理工学院的机械工程助理教授,本研究只讨论几个需要进步让他们实践之一。
研究人员还在研究开发一种连续操作的可能性版本的过程中,将使用一个稳定的二氧化碳与胺物质的压力下,而不是一个预加载的供应的材料,从而使它提供一个稳定的功率输出,只要提供的电池是二氧化碳。
流水发电
加州大学圣地亚哥分校的工程师们开发了一种super-hydrophobic表面可以用来产生电压。
有图案的疏水表面使水(和任何离子携带)经过时流得更快。表面还持有一个负电荷,所以快速流动的正离子在盐水对带负电荷的表面导致一个电势差,从而产生电压。这种设计也能创作出至少50毫伏,比以前多了50%的设计。
表面是由蚀刻小山脊到硅衬底,然后填充油的山脊。在测试中,稀盐水是经由注射泵在微流体通道的表面,然后跨通道的两端电压测量。
SEM super-hydrophobic表面的图像。(来源:风扇等人/自然通讯)
在未来的工作中,团队将致力于创建渠道与这些图案的表面,可以产生更多的电力。更高的电压可能会通过液体速度快和窄长渠道。
概念验证的工作可能会导致新电源芯片实验室的发展平台和其他微流体设备,根据研究人员。他们认为它可能会被扩展能量收集方法在海水淡化厂。
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