Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Рейтинг оборудования
    • Рейтинг оборудования

      • Лучший дровяной котел
      • Лучший европейский тепловой насос воздух-вода
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Максены (MXenes) - это 2D-материалы, образующие многослойные структуры (слева), ведущие себя как псевдо-конденсаторы. Присутствие молекул мочевины существенно меняет электрохимические свойства максенов. © HZB/Martin Künsting
Фото: Максены (MXenes) - это 2D-материалы, образующие многослойные структуры (слева), ведущие себя как псевдо-конденсаторы. Присутствие молекул мочевины существенно меняет электрохимические свойства максенов. © HZB/Martin Künsting

Псевдо-конденсаторы для хранения энергии большей емкости

Новости, обзоры, события

Опубликовано: 05.03.2020

Обновлено: 04.01.2021

 1549

Максены могут хранить столько же энергии, сколько и аккумуляторные батареи, но при этом заряжаться или разряжаться в течение нескольких десятков секунд

Подобно аккумулятору, максены (MXenes) могут накапливать большое количество электрической энергии посредством электрохимических реакций, но, в отличие от обычных батарей, могут заряжаться и разряжаться за секунды. Команда исследователей продемонстрировала, что интеркаляция молекул мочевины, находящейся между слоями максенов, может увеличить емкость таких «псевдо-конденсаторов» более чем на 50 процентов.

Двумерные карбиды титана, так называемые максены (MXenes), привлекают внимание при создании устройств для быстрого накопления электрической энергии. Сейчас в этой области существуют разные решения: например, литиевые электрохимические батареи хранят большое количество энергии, но требуют длительного времени зарядки. С другой стороны, суперконденсаторы способны поглощать или высвобождать электрическую энергию очень быстро, но накапливают гораздо меньшее ее количество.

Исследование опубликовано в журнале American Chemical Society [1].

Псевдо-конденсаторы максены (MXenes)

В 2011 г. на горизонте появился еще один вариант хранения энергии: был обнаружен новый класс 2D-материалов, которые могут хранить огромное количество заряда. Это были так называемые максены (MXenes), нанопласты Ti₃C₂Tx, которые образуют двумерную сеть, подобную графену.

В этом сочетании титан (Ti) и углерод (C) рассматриваются как конкретные элементы, а Tx описывает различные химические группы, которые уплотняют поверхность пластов, например, ОН-группы. Максены являются высокопроводящими материалами с гидрофильными поверхностями и могут образовывать дисперсии, напоминающие черные чернила, состоящие из сложенных слоистых частиц в воде.

Ti₃C₂Tx может хранить столько же энергии, сколько и аккумуляторные батареи, но при этом заряжаться или разряжаться в течение нескольких десятков секунд. Такие же быстрые (или даже более быстрые) суперконденсаторы поглощают энергию за счет электростатической адсорбции электрических зарядов, однако, на поверхности максенов энергия хранится за счет химических связей и поэтому ее накопление происходит намного эффективнее.

Мочевина увеличивает емкость максенов

Присутствие молекул мочевины существенно меняет электрохимические свойства максенов. Емкость эквивалентной площади нанопласта увеличилась до 1100 мФ/см², что на 56 процентов выше, чем у обычных электродов Ti₃C₂Tx, изготовленных аналогичным образом.

«С помощью мягкой рентгеновской спектроскопии можно было наблюдать за уровнем окисления атомов Ti на поверхностях максена. Степень окисления была выше при наличии мочевины, способствуя накоплению большего количества энергии».

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b11766

 

Источник: HZB

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Фото: QUT центр материаловедения. YouTube

Углеродные структуры для хранения механической энергии

Обновлено: 04.05.2020
 800
Образование перекиси водорода среди микрокапель конденсированной воды. Предоставлено: Richard Zare Lab

Преобразование воды в перекись водорода при конденсации

Обновлено: 22.02.2021
 431
Грибковая биопленка, растущая на проницаемой для кислорода спирально свернутой трубчатой мембране в анаэробном биореакторе. Биопленку удаляют из реактора в конце цикла ферментации. Предоставлено: M. Studer (BFH)

Сочетание различных микроорганизмов для производства ценных химикатов

Обновлено: 29.08.2020
 535

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Flames

    Недавние публикации

    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  91
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  99
    Теплый и холодный тепловые потоки направлены на человека. VELUX

    Тепловой комфорт в зданиях: что из себя представляет и как достичь

    Обновлено: 26.03.2022  117

    Популярные категории

    • Водоснабжение и водоотведение23
    • Энергоэффективность и энергосбережение44
    • Исследования41
    • Оборудование и материалы87
    • Системы отопления и охлаждения55

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2022 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.