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
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • 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

 1946

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: EDF планирует массовое производство водорода на британских атомных электростанциях. RECHARGE

Массовое производство водорода на атомных электростанциях

Обновлено: 04.01.2021
 1591
YouTube

Портативный кондиционер для ощущения постоянной прохлады

Обновлено: 13.09.2020
 1079
Плазменная камера в экспериментальной реакторной установке, в которой 2-киловаттные микроволновые импульсы воздействуют на рециркулирующий раствор карбоксиметилцеллюлозы, заменяющий биомассу. Индукция плазмы в материале приводит к снижению вязкости, связанной с разрывом молекулярных цепей в лигноцеллюлозе. Предоставлено: B. Honnorat, V. Brüser, и J.F. Kolb

Использование плазмы для обработки биомассы в производстве биогаза

Обновлено: 27.09.2020
 643

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Фото: BBQ Gourmet

    Инфракрасные горелки в газовых грилях: типы, преимущества, уход

    Обновлено: 15.02.2023  464
    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  773
    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  744

    Популярные категории

    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Исследования40
    • Оборудование и материалы86
    • Вентиляция и кондиционирование28
    • Природные ресурсы, экология и строительство91

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

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