Tin tức Khoa học Skynet

Siêu tụ điện mới hứa hẹn lưu trữ với năng lượng cao và sạc nhanh

Ngày:
Th5 05, 2020
Tóm tắt:

Theo các nhà nghiên cứu, một siêu tụ điện mới dựa trên oxit mangan có thể kết hợp khả năng lưu trữ của pin với năng lượng cao và sạc nhanh của các siêu tụ điện khác.

Chia sẻ:
BÀI VIẾT ĐẦY ĐỦ

Theo một nhà nghiên cứu tại bang Pennsylvania và hai trường đại học ở Trung Quốc, một siêu tụ điện mới dựa trên oxit mangan có thể kết hợp khả năng lưu trữ của pin với năng lượng cao và sạc nhanh của các siêu tụ điện khác.

Một minh họa, được cung cấp bởi phòng thí nghiệm của nhà nghiên cứu bang Pennsylvania Huanyu "Larry" Cheng, của tụ oxit mangan oxit @ coban mangan. Lớp màu tím phía dưới là graphene pha tạp N với lớp oxit mangan màu tím phía trên @ coban mangan oxit được phân tách bằng một bộ tách giấy lọc. Điện trường cảm ứng cho phép sạc và phóng điện (sét màu xanh) của tụ điện, tạo ra các điện tử (xương cá) và ion OH (cá). Tom gây sốc (mèo) đại diện cho sự vận chuyển điện tử và ion cực nhanh. HÌNH: XIAONAN HU
Một minh họa, được cung cấp bởi phòng thí nghiệm của nhà nghiên cứu bang Pennsylvania Huanyu “Larry” Cheng, của tụ oxit mangan oxit @ coban mangan. Lớp màu tím phía dưới là graphene pha tạp N với lớp oxit mangan màu tím phía trên @ coban mangan oxit được phân tách bằng một bộ tách giấy lọc. Điện trường cảm ứng cho phép sạc và phóng điện (sét màu xanh) của tụ điện, tạo ra các điện tử (xương cá) và ion OH (cá). Tom gây sốc (mèo) đại diện cho sự vận chuyển điện tử và ion cực nhanh.
HÌNH: XIAONAN HU

Huanyu “Larry” Cheng, trợ lý giáo sư khoa học kỹ thuật và cơ khí và giảng viên tại Viện nghiên cứu vật liệu, bang Pennsylvania chia sẻ: “Ôxít mangan chắc chắn là một vật liệu đầy hứa hẹn. Bằng cách kết hợp với oxit mangan coban, nó tạo thành một cấu trúc dị thể trong đó chúng ta có thể điều chỉnh các thuộc tính giao thoa.”

Nhóm bắt đầu với các mô phỏng để xem tính chất của oxit mangan thay đổi như thế nào khi kết hợp với các vật liệu khác. Khi họ ghép nó với một chất bán dẫn, họ thấy nó tạo ra một giao diện dẫn điện có điện trở thấp đối với sự vận chuyển điện tử và ion. Điều này sẽ rất quan trọng vì nếu không thì vật liệu sẽ bị sạc chậm.

“Khám phá oxit mangan với oxit mangan coban như một điện cực dương và một dạng graphene oxit như một điện cực âm tạo ra một siêu tụ điện không đối xứng với mật độ năng lượng cao, mật độ năng lượng vượt trội và sự ổn định chu kỳ tuyệt vời”, theo Cheng Zhang, một học giả thỉnh giảng trong nhóm của Cheng và là tác giả chính trên một bài báo được xuất bản gần đây trên Electrochimica Acta .

Nhóm đã so sánh siêu tụ điện của họ với những người khác và họ có mật độ năng lượng và sức mạnh cao hơn nhiều. Họ tin rằng bằng cách nhân rộng các kích thước và độ dày bên, vật liệu của chúng có tiềm năng được sử dụng trong xe điện. Cho đến nay, họ đã không cố gắng mở rộng nó. Thay vào đó, bước tiếp theo của họ sẽ là điều chỉnh giao diện nơi các lớp bán dẫn và dẫn điện gặp nhau để có hiệu suất cao hơn. Họ muốn thêm siêu tụ điện vào các thiết bị điện tử và cảm biến linh hoạt, có thể đeo được như một nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị đó hoặc trực tiếp như các cảm biến tự cấp nguồn.

Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc và Quỹ nghiên cứu khoa học của tỉnh Quý Châu, Trung Quốc đã hỗ trợ nghiên cứu này.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi bang Pennsylvania . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Cheng Zhang, Zhixiang Peng, Yu Chen, Huamin Chen, Bingwen Zhang, Huanyu Cheng, Jun Wang, Mingsen Đặng. Kết nối hiệu quả các chất bán dẫn vào điện cực dị cấu trúc kim loại MnO2 @ CoMn2O4 với sự truyền tải điện tích tăng cường cho các siêu tụ hiệu suất cao . Actaimica Acta , 2020; 347: 136246 DOI: 10.1016 / j.electacta.2020.136246

Bài viết liên quan

Bài viết mới