Пока это невозможно, но исследование команды учёных из Университета Колорадо Боулдер (CU Boulder) может привести к таким достижениям в будущем. В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences опубликовано исследование, показывающее, как крошечные заряженные частицы, ионы, перемещаются внутри сложной сети микроскопических пор. Это может привести к созданию более эффективных устройств для хранения энергии, таких как суперконденсаторы, утверждает Анкур Гупта, доцент кафедры химического и биологического инжиниринга. Вдохновение и методы Значимость открытия Преимущества суперконденсаторов Модификация закона Кирхгофа Заключение Это исследование открывает новые перспективы для разработки эффективных и быстрых систем хранения энергии, что может значительно изменить наши представления о зарядке электронных устройств и электромобилей в будущем. Работа команды Анкура Гупты является важным шагом к этому новому энергетическому будущему. Подробнее о данной теме можно прочитать на Scienc
Пока это невозможно, но исследование команды учёных из Университета Колорадо Боулдер (CU Boulder) может привести к таким достижениям в будущем. В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences опубликовано исследование, показывающее, как крошечные заряженные частицы, ионы, перемещаются внутри сложной сети микроскопических пор. Это может привести к созданию более эффективных устройств для хранения энергии, таких как суперконденсаторы, утверждает Анкур Гупта, доцент кафедры химического и биологического инжиниринга.
Вдохновение и методы
- "Учитывая критическую роль энергии в будущем планеты, я почувствовал вдохновение применить свои знания в области химического инжиниринга для продвижения устройств хранения энергии," — сказал Гупта. "Эта тема была недостаточно изучена и, таким образом, представляла идеальную возможность."
- Гупта объяснил, что методы химического инжиниринга используются для изучения потоков в пористых материалах, таких как нефтяные резервуары и водные фильтры, но они не были полностью использованы в системах хранения энергии.
Значимость открытия
- Это открытие важно не только для хранения энергии в транспортных средствах и электронных устройствах, но и для электросетей, где колебания спроса на энергию требуют эффективного хранения, чтобы избежать потерь в периоды низкого спроса и обеспечить быстрое снабжение в периоды высокого спроса.
Преимущества суперконденсаторов
- Суперконденсаторы, устройства хранения энергии, которые полагаются на накопление ионов в своих порах, обладают быстрым временем зарядки и более долгим сроком службы по сравнению с батареями.
- "Основное преимущество суперконденсаторов заключается в их скорости," — сказал Гупта. "Как мы можем сделать их зарядку и высвобождение энергии ещё быстрее? За счёт более эффективного перемещения ионов."
Модификация закона Кирхгофа
- Их открытия изменяют закон Кирхгофа, который с 1845 года определяет ток в электрических цепях и является основой школьной программы по физике. В отличие от электронов, ионы перемещаются под воздействием как электрических полей, так и диффузии, и исследователи определили, что их движение на пересечениях пор отличается от того, что описано в законе Кирхгофа.
- До исследования движения ионов описывались в литературе только в одной прямой поре. Благодаря этому исследованию можно моделировать и предсказывать движение ионов в сложной сети тысяч взаимосвязанных пор за считанные минуты. "Это и есть суть работы," — сказал Гупта. "Мы нашли недостающее звено."
Заключение
Это исследование открывает новые перспективы для разработки эффективных и быстрых систем хранения энергии, что может значительно изменить наши представления о зарядке электронных устройств и электромобилей в будущем. Работа команды Анкура Гупты является важным шагом к этому новому энергетическому будущему.
