视觉手机案例不单是为了保护 也作为能量库 或电动车 门板存储电源推送未来概念可能有一天成为现实, 多亏工程师最近提高加利福尼亚大学圣地亚哥.
小型船建自结构超电容-提供结构支持和能量存储能力的材料图像感知:David Baillot/UC圣迭戈Jacops工程学院
研究者成功创建结构超电容器,设备将结构支持与能量存储能力合并创新有可能提高电子装置和车辆的功率而不增加重量,结果单荷电池寿命延长
结构超电容概念不完全新奇,但长期挑战一直是创建单件设备,既能顶载机械载荷,又能高效存储电能。传统超电容精良存储能源,但缺少必要的机械强度作为结构组件亚博网站下载反之,结构材料可提供支持,但往往缺能存储能力
由Tse Nga(Tina)Ng率领的团队与CUC圣迭戈电机工程教授张信余协作,成功实现世界最优使用创机超电容他们的研究最近发布亚博老虎机网登录科学进步展示混合机械强度和高效能源存储的解决方案
研究者使用结构超电容建小型太阳能船构造超电容作为船体 并集成小马达电路
电路连接到太阳能电池太阳电池对超电容充电,而超电容提供电源驱动船电机测试运行中,船有效跨水导航,展示出创新能源存储法的实用性
设备组成包括典型超电容元素:一对电极面用电解法分离,便利电极间离子流亚博网站下载将设备拆分为谨慎选择材料提高机械强度和电化性能
电极用碳纤维编织成织物碳纤维结构不仅提供相当大的结构强度,而且为设备总体稳定打下基础外加一种独特混合体,由传导聚合物和稀释二氧化石组成,组合能大大增强离子流并增强能量存储能力
固电解析器是另一个关键组件,由环氧树脂和传导聚合物组成复合材料,称为聚环氧环氧树脂有助于结构完整性,而多环乙物则通过在整个电解法中创建孔网促进离子运动,进一步提高设备性能
技术创新的一个主要设计元素是电解物中多环乙物浓度的刻意变异,结果产生富集度梯度离电极近区域多环乙酸高富集度电极电解层界面加速和畅通离子运动,最终提高电化性能
值得指出的是,高聚环氧化物浓度导致物内更多孔,有可能损害物结构完整性求求微妙平衡电解法中心部分设计多环氧化物低浓度保证结构稳定,同时促进高效离子流
梯度配置是电解法实现最优性能的技巧避免单电解配置,我们结构化它,使接触电极的边缘能提高电性能,中间机力强.
Tse Nga(Tina)Ng,加利福尼亚大学圣地亚哥电气计算机工程教授
虽然这一成绩标志着结构能源存储领域向前迈出了一大步,但研究人员承认未来仍有大量工作要做。超电容通常以高电密度闻名,可快速提供大波能
与传统电池相比,它们的能量密度通常较低。平衡这些特征实现超强结构电容仍是一个重大挑战
未来工作将侧重于提高超电容体的能量密度并使它与某些电池盒相仿最终目标将是实现更高的能源密度和电量密度.
亚博网站下载Lulu Yao研究优先作者和博士生,材料科学工程学,加利福尼亚大学圣地亚哥
并发者为KaiZheng南都Koripally和XinyuZhang纳列什Eedugura和JasonD南密西西比大学
亚博老虎机网登录通过国家科学基金会的支持使研究成为可能,包括PFITT2120103、MCA212001和CNS-1901048赠款
亚博老虎机网登录此外,这项工作还涉及San Dio技术基础设施资源利用问题,该基础设施是国家纳米技术协调基础设施的一部分,这一支持由国家科学基金会提供ECCS-1542148赠款
微型船从超电容
视频信用:加利福尼亚大学圣地亚哥
杂志参考
姚市et al.2023年结构假电容加固接口提高多功能效率亚博老虎机网登录科学进步.doi.org/10.1126/sciadv.adh0069.
源码 :https://www.ucsd.edu/