Команда под руководством Майкла Нагиба, профессора в области науки и техники, разработала новые материалы в наноразмерном масштабе для увеличения мощности и плотности энергии в элементе питания. Отмеченный наградами исследователь Университета Тулейна привел свою команду к открытиям, которые могут помочь значительно увеличить скорость зарядки электрического транспорта, смартфонов и ноутбуков. Новый материал потенциально имеет возможность сократить время зарядки с часов до нескольких минут.
«С точки зрения энергии и удельной мощности, достигаемые нами показатели являются выдающимися и устраняют разрыв между батареями и конденсаторами», — сказал Нагиб.
Майкла Нагиб — эксперт в области двумерных материалов и электрохимического накопления энергии. По его словам, правомерный переход к возобновляемым источникам энергии привел к острой необходимости в электрохимических накопителях энергии, которые могут выдерживать высокие скорости зарядки, при этом имея большую емкость.
Хотя показатель плотности литий-ионных батарей и является одним из самых высоких, но, по словам профессора, когда дело доходит до высокой скорости зарядки, то эти АКБ становятся не такими уж и привлекательными. Более того, их электроды могут деградировать, что в конечном итоге приведёт к снижению безопасности энергоэлемента.
Профессор также считает, что водные электрохимические конденсаторы, известные как суперконденсаторы, могут обеспечивать очень высокую мощность, но их удельная энергия ограничена, поэтому в центре работы Нагиба и его команды находится максен — перспективный материал для накопления энергии, который выступает в роли проводника и содержит между слоями, например, ионы лития. Ионные жидкости при комнатной температуре гораздо перспективней, чем обычные электролиты, так как они обеспечивают стабильность и большую плотность энергии. Но так как их ионы слишком велики, они не могут находиться между слоями максенов, а это значит, что энергетический запас ограничен.
«Мы вскрываем эти слои, позволяя ионам ионной жидкости накапливаться между слоями максена, таким образом достигая очень высокой плотности энергии и мощности», — сказал Нагиб.
По словам профессора, эта работа демонстрирует важность оптимизации и проектирования интервалов в 2D-материалах.
