流电池;电浆超材料。
可充电流电池便宜,大规模储能
在创造,最终可能使更便宜、大规模储能,麻省理工学院的研究人员设计了一个新的充电流体电池这并不依赖于昂贵的膜生成和储存电能。
据研究人员介绍,巴掌大小的原型生成的三倍力量每平方厘米其他membraneless系统——他们说功率密度是一个数量级高于许多锂离子电池和其他商业和实验性的储能系统。
设备存储和释放能量的设备依赖于一个叫做层流的现象:两个液体泵通过一个通道,两个电极之间发生电化学反应来存储或释放能量。在合适的条件下,通过并行流的解决方案,用很少的混合。自然流动分离液体,不需要昂贵的膜。
反应物的电池由液态溴溶液和氢燃料。研究人员选择与溴因为化学大量相对廉价的和可用的。
除了溴的低成本和丰富,氢之间的化学反应,溴储能潜力巨大。但燃料电池设计基于氢和溴主要有混合结果:氢溴酸往往会侵蚀一个电池的膜,有效地减缓储能反应和减少电池的寿命。为了规避这些问题,团队降落在一个简单的解决方案:取出膜。
与先前的观点,membraneless系统纯粹是学术的,这个系统可能会有一个大的实际影响,研究人员指出。
而低成本的能源储存有潜力培养广泛使用可再生能源,如太阳能和风能,迄今为止这类能源不可靠。风可以反复无常,万里无云的日子从来没有保证,但廉价的储能技术,可再生能源可以存储,然后通过电网分布的峰值功率需求。
通过设计一个流电池没有膜,研究人员能够移除能量储存两大障碍:成本和性能。膜通常是最昂贵的组件的电池,和最不可靠的,因为它们可以通过反复接触腐蚀某些反应物。
朝着“电浆”技术
普渡大学的研究人员正在研究一系列的选项来克服商业化中的一个根本性的障碍电浆超材料可以为更强大的计算机带来先进的光学技术,新的癌症治疗和其他创新。
的材料可以利用云的电子称为“表面电浆子”操纵和控制。电浆材料正在开发现在依靠金银等金属的使用,它吸收太多光设备实际,据说因为这个原因“损耗”。他们还不兼容互补金属氧化物半导体(CMOS)制造过程用于构造集成电路。
但有许多替代材料比传统的金属组件,其他展览金属属性,并提供设备的性能优势,包括特殊掺杂半导体,透明导电氧化物和超薄层的碳称为石墨烯。
电浆材料是有前途的各种潜在的进步,包括更强大的显微镜;传感器;新类型的聚光系统更高效的太阳能电池;电脑和消费电子产品,使用光而不是电子信号处理信息;癌症治疗;数据存储;甚至隐形的斗篷。
现在,研究人员正努力取代金银材料创建使用两个选项:提高半导体金属通过添加金属杂质;或添加金属、非金属元素实际上使他们更少的金属。这些材料的例子包括锌氧化物和氮化钛。
研究人员建议使用氮化钛代替金属数据存储的概念,因为它有一个更高的熔点比黄金或白银,所以特别有前途的技术,通过使用热磁盘上记录信息。与金银,氮化钛是CMOS兼容。
这个图表描述了设备使用“负折射材料”,创建可以带来先进的应用程序包括传感、成像、数据存储、太阳能和光学。普渡大学的研究人员正在研究一系列的选项来克服一个基本障碍在商业材料。右边的小球体代表一个晶格的“硬邦邦”精心设计和制造生产高性能设备。(来源:Birck纳米技术中心/普渡大学)
研究者使用的材料尤其兴奋,使下一代ultra-high-capacity计算机硬盘作为heat-assisted磁记录驱动器承诺的能力远远大于与目前的技术是可能的。
~安Steffora Mutschler
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