纳米技术电池的发展分析

2018-12-20      300 次浏览

人们总是希望使用清洁和绿色的电池能源,并在生活上能够很好的利用电池能源。那么如何在电池中储存大量能量?混合动力汽车使用于蓄电池。但这种动力不足以持续长距离行驶并且需要许多不合时宜的充电时间。蓄电池在加速过程中不是很有用。太阳能和风能也不能以恒定的速率为我们提供电力。它们只能间接地给我们提供能量。它们的存储设备也占用了大量的空间和金钱,但它们似乎并不满足于当下的需求。太阳能和风能等可再生能源也提供了时间变化,有些不可预测的能源供应,必须将其作为电力接收并存储,直到电池存满为止。用于存储和输送电能的常规设备,电池和电容器,无法实现高能量密度,高功率和快速充电的必要组合,若解决这一问题,成了我们的电池未来技术突破点至关重要。“

马里兰大学马里兰纳米中心的科学家已经开发出新的电池系统,用于储存来自替代电能来源的电池,在某些情况下,这些电池的效率是商用产品的10倍。电池电能存储设备可以分为三组。每个电池组都有其优点和缺点。主要由锂离子组成的电池会积聚大量能量,但无法承受高功率或快速充电。第二种类型是电化学电容器(ECC)。它们的优点是它们能够以相对较低的能量密度提供更高的功率。第三存储设备是静电电容器(ESC)。它们在两个导体的表面上存储电荷。这样它们就能够实现高功率和快速充电,但代价是能量密度较低。

纳米太阳能电池片

科学家们正在使用新工艺来增强设备的电池存储容量。它们依赖于数百万个具有特殊形状的相同纳米结构,这些纳米结构将利用电子促进能量传输。电子将来回移动并在非常大的表面积存储能量。我们都熟悉材料根据自然物理定律行事的事实。马里兰州的研究人员正在利用这一事实。他们正在利用这些行为的不寻常组合来产生数百万甚至数十亿微小的,几乎无法区分的纳米结构。这些应该接收,存储和传递电能。科学家们正专注于自组装,自限性反应和纳米结构的自对准行为。Rubloff进一步澄清,“电能存储系统的目标是同时实现高功率和高能量密度,使设备能够保持大量能量,以高功率提供能量,并快速充电。”

马里兰州的研究团队正在寻找静电纳米电容器。它们显着提高了此类设备的储能密度–比商用设备高出10倍。这一进步使静电设备达到与电化学电容器竞争的性能水平。研究团队从一开始就建立了商业用途的技术。它们的外观就像是以经济的成本生产的薄太阳能电池板。多个存储设备可以在汽车电池系统内一个放在另一个上面。对于太阳能和风能存储,他们梦想与制造中的存储设备完全集成。未来新的电池技术将更进一步的发展,无论是在各个领域,相信不久纳米电池技术将更进一步的深入我们的生活当中。

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