חומר גרפן בעל הספק גבוה עבור קבלי-על בעלי ביצועים גבוהים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

חומר גרפן רב עוצמה עבור קבלי-על בעלי ביצועים גבוהים

18.01.2021

צוות של מדענים שעובד עם פרופסור לכימיה אנאורגנית ואורגנו-מתכתית באוניברסיטה הטכנית של מינכן (TUM) פיתח חומר היברידי גרפן חדש, חזק ויציב עבור קבלי-על. הוא משמש כאלקטרודה חיובית בהתקן אחסון האנרגיה. החוקרים משלבים אותו עם אלקטרודה שלילית מוכחת המבוססת על טיטניום ופחמן.

מכשיר אחסון האנרגיה החדש מספק לא רק צפיפות אנרגיה של עד 73 קילוואט-שעה לק"ג, המקבילה בערך לצפיפות האנרגיה של סוללת NiMH. יחד עם זאת, המכשיר החדש מתפקד הרבה יותר טוב מרוב קבלי העל האחרים, בצפיפות הספק של 16 קוט"ש לק"ג. הסוד של קבל העל החדש טמון בשילוב של חומרים שונים, ולכן כימאים מכנים את קבל העל "אסימטרי".

הרעיון של שילוב חומרים בסיסיים הועבר לקבלי-על. כבסיס, הם השתמשו באלקטרודת אחסון חיובית של גרפן שעברה שינוי כימי ושילבו אותה עם מסגרת מתכת אורגנית בננו-מבנה, מה שנקרא MOF.

מכריעים למאפיינים של כלאיים של גרפן הם, מצד אחד, שטח פנים ספציפי גדול וגדלי נקבוביות מבוקרים, ומצד שני, מוליכות חשמלית גבוהה.

שטח פנים גדול חשוב עבור קבלי-על טובים. זה מאפשר לאסוף מספר גדול בהתאם של נושאי מטען בחומר - זהו העיקרון הבסיסי של אגירת אנרגיה חשמלית. באמצעות עיצוב חומר חכם, החוקרים הצליחו לקשור חומצת גרפן ל-MOF. ל-MOFs ההיברידיים המתקבלים יש שטח פנים פנימי גדול מאוד של עד 900 מ"ר לגרם והם יעילים מאוד כאלקטרודות חיוביות בקבלי-על.

לחיבור יציב בין רכיבים בננו יש יתרונות עצומים מבחינת יציבות ארוכת טווח: ככל שהחיבורים יציבים יותר, כך יתכנו יותר מחזורי טעינה ופריקה ללא ירידה משמעותית בביצועים.

לסוללת ליתיום קלאסית תוחלת חיים של כ-5000 מחזורים. התא החדש, שפותח על ידי חוקרי TUM, שומר על קיבולת של כמעט 90% גם לאחר 10 מחזורים.

<< חזרה: פוטונים במקום אלקטרונים למעבדים מהפכניים 18.01.2021

>> קדימה: רובוט מיקרוסקופי בדלק נוזלי 17.01.2021

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

עצבים מלאכותיים 26.04.2010

פחמן מוליך חשמל. אז למה לא לעשות מזה עצבים מלאכותיים? אבל מכיוון שהעצב האנושי מורכב מאלפים רבים מסיבי העצב המשובחים ביותר, ולכן, יש צורך להמציא טכנולוגיה לייצור סיבים דומים, אחרת העצב ייצא עבה כמו כבל טוב. מדענים מהמעבדה הלאומית אוק רידג' (ארה"ב) התמודדו עם משימה זו.

"בשיעור כימיה הופכים צינור זכוכית לפיפטה על ידי חימום בלהבה של מבער ומתיחה של הזכוכית המרוככת. אנחנו עושים דבר כזה עם צינורות זכוכית שממולאים באבקת ננו-שפופרות פחמן", אומר איליה איבנוב. משתתף בעבודה.

השיא שלהם היה יצירת כבל רק פי ארבעה מקוטר שערה אנושית, שהכיל 19 סיבי פחמן בודדים, כל אחד בבידוד זכוכית. לפיכך, כל סיב הוא ערוץ תקשורת נפרד. לשם השוואה: המספר הכולל של קצות העצבים על פני היד האנושית הוא 600.

ניתן להשתמש בשיטה זו לא רק בכירורגיה, אלא גם בטכנולוגיית התעופה והחלל, שבה כל כך חשוב להחזיק מכשירים קלים וקומפקטיים.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר