Исследователи идентифицировали зарядиндуцированные изменения в структуре и связях графитовых электродов, что однажды повлияет на способ хранения энергии. Исследование может привести к усовершенствованию способности и эффективности систем хранения электроэнергии, таких как батареи и суперконденсаторы, необходимые для удовлетворения растущих потребительских потребностей, промышленных и зеленых технологий. Технология будущего требует, чтобы системы хранения энергии обладали значительно более высокой емкостью, высокой скоростью циклов зарядки-разрядки и улучшенной износостойкостью. Для прогресса в этих сферах требуется более полное понимание процессов хранения энергии от атомного до микромасштаба. Поскольку эти сложные процессы способны существенно изменяться, ведь система заряжается и разряжается, исследователи в полной мере сосредоточились на том, как заглянуть внутрь работающей системы хранения энергии. Хотя за прошлые десятилетия компьютерные подходы были значительно усовершенствованы, развитие экспериментальных подходов остается весьма проблематичным, особенно для исследования световых элементов, которые распространены в материалах для хранения энергии. Недавняя работа ученых посвящена разработке новой возможности рентгеноскопической адсорбционной спектроскопии, плотно совмещенной с моделированием для предоставления ключевой информации о том, как на структуру и связь графитовых электродов суперконденсаторов влияет поляризация интерфейсов электрода-электролита в ходе зарядки. Графитовые суперконденсаторы — это идеальные моделирующие системы для анализа пограничных явлений, поскольку они обладают относительной химической стабильностью, широко характеризованы экспериментально и теоретически и, наконец, любопытны с технологической точки зрения. Ученые применили недавно разработанный трехмерный нанографеновый объемный материал электрода в качестве модели графитового материала. «Недавно разработанная способность рентгеноскопической адсорбционной спектроскопии позволила нам обнаружить сложные изменения в электронной структуре, которым подвергаются электроды суперконденсаторов на графеновой основе во время работы. Анализ этих изменений обеспечивает информацию о том, как структура и связи электродов изменяются в ходе зарядки и разрядки», сообщил Джонатан Ли. „Интеграция уникальных модельных свойств для исследования заряженного интерфейса электрода-электролита играет решающую роль в нашей интерпретации экспериментальных данных“. Результаты опубликованы в издании Advanced Materials. То, что электронную структуру графитовых электродов суперконденсаторов можно настроить с помощью зарядиндуцированных электрод-электролитных взаимодействий, открывает дверь в мир более эффективных электрохимических систем хранения энергии. Более того, экспериментальные и моделирующие методы, разработанные в ходе исследования, применимы и к другим материалам и технологиям, используемым для хранения энергии. 05.03.2015 |
Энергия
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент | |
Не зря авиакомпании не разрешают сда... |
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии | |
Если вы являетесь Независимым системным о... |
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины | |
Исследователи EPFL использовали алгоритм генет... |
ChemM: Открыты новые материалы для безопасных и высокопроизводительных батарей | |
Полностью твердотельные литий-ионные батареи с... |
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма | |
Имплантируемые медицинские устройства &md... |
Новый реактор сэкономит миллионы при производстве пластиков и резины из газа | |
Новый способ получения важного ингредиента для... |
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода | |
Ученые преодолели ограничения долговечности би... |
P2P обмен энергией между домохозяйствами снижает зависимость от поставщиков | |
Наши энергетические системы быстро изменяются.... |
Ученые исследуют поглощение и потерю водорода из катодов Li-Ion аккумуляторов | |
Литий-ионные аккумуляторы являются одной из&nb... |
Ученые впервые увидели, как молекулы воды ведут себя у металлического электрода | |
Совместная группа экспериментальных и выч... |
Созданы стратегии ограничения саморазряда суперконденсаторов на основе углерода | |
Эффективное хранение чистой энергии &mdas... |
Ученые предложили собирать воду из воздуха с помощью солнечной энергии | |
В настоящее время более 2,2 миллиарда человек ... |
EMD: Ученые изготовили эффективные органические катоды для цинк-ионных батарей | |
Цинк — дешевый, распространенный, э... |
ТПУ: Высокоэнтропийные сплавы позволят создать мембраны для очистки водорода | |
Ученые Томского политеха создали систему матем... |
Nature Physics: Открыта новая система управления хаотическим поведением света | |
Использование света и управление им ... |
Открыт потенциально более дешевый и холодный способ транспортировки водорода | |
В рамках усилий по отказу от ископае... |
Разработан новый метод создания стабильных и эффективных солнечных элементов | |
Солнечные материалы нового поколения дешевле и... |
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы | |
Согласно результатам нового исследования, пров... |
Новый катализатор может обеспечить жидкое водородное топливо будущего | |
Исследователи из Лундского университета, ... |
Перовскитовые ячейки — новое решение для повышения эффективности солнечных панелей | |
Солнечные элементы на основе перовскита, ... |
Новая анионообменная мембрана станет ключевым компонентом топливных элементов | |
Анионообменные мембранные топливные элементы п... |
Применение шарового размола улучшит характеристики литий-ионных аккумуляторов | |
Более дешевые и эффективные литий-ионные ... |
Кремний может стать альтернативой графитовым анодам в литий-ионных аккумуляторах | |
В новаторском обзоре, опубликованном в жу... |
Joule: Ученые успешно испытали тандем перовскита и кремния в солнечных батареях | |
Несмотря на то, что традиционные сол... |
Ученые разработали электролизное устройство для превращения CO2 в пропан | |
В недавно опубликованной в журнале Nature... |
E&ES: Новый электролит предотвращает возгорание и тепловой выброс в аккумуляторах | |
Йонг-Джин Ким и Джайеон Бэк из&... |
Исследователи разработали метод охлаждения водородной плазмы в термоядерных реакторах | |
Возможно, люди никогда не смогут приручит... |
Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии | |
Использование электрохимии для разделения... |
Батареи на основе алюминия могут стать прорывом в развитии электромобилей | |
Хорошая батарея должна обладать двумя качества... |
Появилась теоретическая возможность отказа от лития в пользу натрия в батареях | |
Литий становится новым золотом: стремительное ... |