Yksinkertainen itselatautuva akku27.02.2020 Bistabiili energiamaisema litium-lasi-ferrosähköisellä elektrolyytillä, joka on kosketuksessa alumiini-negatiivisen elektrodin kanssa ja itsejaksottuvassa prosessissa sähkökemiallisessa alumiini/litiumlasi/kuparikennossa. a) Potentiaalienergian muutos päällystetyllä litiumilla, mikä johtaa negatiiviseen kapasitanssiin/itsevaraukseen ja negatiiviseen resistanssi/itsesykliin. b) Itsevaraavat ja itsesykliset prosessit dipolien kohdistamisessa ferrosähköisessä elektrolyytissä, koska sähköinen tarve kohdistaa Fermi-tasoja. Uuden tyyppinen akku yhdistää negatiivisen kapasitanssin ja negatiivisen resistanssin samassa kennossa, jolloin solu voi latautua itseään energiaa menettämättä, millä on tärkeä vaikutus pitkäaikaiseen varastointiin ja akkujen parempaan antotehoon. Näitä akkuja voidaan käyttää erittäin matalataajuisessa viestinnässä ja laitteissa, kuten vilkkuvaloissa, elektronisissa piippauslaitteissa, jänniteohjatuissa oskillaattoreissa, inverttereissä, hakkuriteholähteissä, digitaalimuuntimissa ja funktiogeneraattoreissa ja lopulta nykyaikaisiin tietokoneisiin liittyvissä tekniikoissa. Helena Braga ja hänen työtoverinsa Porton yliopistosta Portugalista sekä University of Texas at Austinista ovat luoneet erittäin yksinkertainen akun, jossa on kaksi eri metallia elektrodeina ja litium- tai natriumlasi elektrolyyttinä niiden välillä. "Aiemmin kehittämämme lasielektrolyytti oli litiumrikas, joten ajattelin, että voisimme tehdä akun, jossa elektrolyytti syöttäisi molempia elektrodeja litium-ioneilla, varauksessa ja purussa ilman litiummetallin tarvetta", Braga selvittää. Tämä työ on merkittävä, koska siinä yhdistyy kaikenlaisten laitteiden kuten akkujen, kondensaattorien, valossähköisten ja transistorien taustalla olevan teorian, jossa sähköisessä kosketuksessa olevilla eri materiaaleilla on yhdistettyjen materiaalin ominaisuudet yksittäisten materiaalien sijaan. "Kun yksi materiaaleista on eriste tai dielektrinen, kuten elektrolyytti, se muuttaa paikallisesti koostumustaan kondensaattoreiksi, jotka voivat varastoida energiaa ja kohdistaa rakenteessa Fermi-tasot", tarkentaa Braga. Akussa avoimen piirin potentiaaliero elektrodien välillä johtuu sähköisestä tarpeesta kohdistaa Fermi-tasot, kiinteän aineen vähiten sitoutuneiden elektronien energian mitta, mikä vastaa myös elektrodien napaisuudesta. Kemialliset reaktiot tapahtuvat myöhemmin ja niitä ajetaan kondensaattoreihin varastoidun sähköisen potentiaalienergian avulla. "Sähkökemiallisissa kennoissamme, jotka ovat periaatteessa yksinkertaisempia kuin akut, on kyse itseorganisoinnista, joka on myös elämän ydin", Braga filofosoi. Edistääkseen kestävämpää maailmaa itselatautuminen voidaan pysäyttää tai lieventää estämällä harppaus Fermi-tasoilla tai määrittämällä negatiivinen resistanssi tapahtumaan. "Tämä voidaan saada aikaan, jos negatiivisella elektrodilla on samaa materiaalia kuin elektrolyytin positiivisilla ioneilla", Braga sanoi. "Se synnyttää laitteen, joka latautuu itsestään ilman syklisyyttä - kasvattaen siihen varastoitunutta energiaa - toisin kuin sähkökemiallisen prosessin luonnollinen heikkeneminen, joka saa varastoidun energian vähenemään lämpöä haihduttamalla." "Jälkimmäisellä on sovelluksia kaikissa energian varastointilaitteissa, kuten akuissa ja kondensaattoreissa ja voivat parantaa niiden autonomiaa huomattavasti ". Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.