Алмазы – аккумуляторы будущего?

Позвольте лучшим трейдерам торговать за вас!

Автоматически копируйте самых успешных трейдеров PrimeXBT и зарабатывать вместе с ними

Прогресс в области возобновляемых источников энергии и электрического транспорта побудил ученых искать способы решения проблемы эффективного хранения и накопления энергии, которое имеет ключевое значение для внедрения технологий экологически безопасной энергетики.

Большинство исследований на протяжении последних десятилетий сосредоточено на совершенствовании электрических батарей. Они ставят перед собой задачу сделать литий-ионные батареи более безопасными и эффективными и заменить дорогостоящие редкие химические элементы в аккумуляторах более дешевыми. Так или иначе, большинство предыдущих исследований были посвящены химическим способам сохранения энергии и электрохимическим реакциям в батареях.

В настоящее время исследователи из Квинслендского технологического университета (QUT) в Австралии предлагают конструкцию, основанную на использовании механических свойств наноструктур, содержащих алмазы, которые могут быть применены в устройствах для аккумулирования механической энергии, включая батареи, биомедицинские сенсорные системы, портативные приборы, а также небольшие робототехнические аппараты и электронику.

Уникальные механические свойства пучка алмазных нановолокон позволяют ему сохранять и выделять энергию при растяжении и скручивании. Эти пучки состоят из одномерных карбоновых нитей.

«Подобно сжатой пружине в детской заводной игрушке, энергия может высвобождаться при раскручивании витого пучка» – поясняет доктор Хайфэй Чжань из Центра материаловедения QUT. Чжань и его коллеги обнаружили, что алмазные пучки обладают высокой плотностью энергии, или энергоемкостью. Этот показатель представляет собой соотношение энергии системы с его массой. Команда ученых успешно смоделировала возможности накопления и высвобождения энергии пучком нановолокон и опубликовала свою исследовательскую работу в журнале Nature Communications.

Созданная ими модель является лишь первым шагом в исследовании потенциала аккумулирования механической энергии по сравнению с электрохимической. В настоящее время австралийские ученые планируют разработать экспериментальную наноразмерную механическую энергосистему в качестве прототипа, а следующие два-три года они посвятят созданию системы, которая будет осуществлять управление скручиванием и растягиванием пучка нановолокон.

Несмотря на то, что исследования алмазных нановолокон находятся на самых ранних стадиях, первые эксперименты привели к весьма многообещающим результатам. По словам исследователей из Квинслендского технологического университета, по сравнению с литий-ионными батареями алмазный пучок нановолокон имеет в три раза большую энергоемкость.

«Материалы с высокой энергоемкостью имеют огромное значение для решения самых разных задач, поэтому мы всегда ищем материалы с низкой плотностью, которые при этом могут хранить большое количество энергии», – сказал доктор Чжань.

Высокая энергоемкость и малый вес используемых материалов могут привести к крупному прорыву в решении проблемы, над которой давно работают ученые всего мира: как «упаковать» большой энергетический потенциал в легкое аккумуляторное устройство.

Из-за своего малого веса алмазные нановолокна могут найти применение в аэрокосмической электронике. Исследователи из QUT говорят, что благодаря механической, а не электрохимической природе потенциала накопления энергии, пучки нановолокон могут быть использованы для имплантируемых биомедицинских сенсорных систем, контролирующих функции сердца и мозга. А что касается аккумуляторных батарей, механическая энергия была бы более безопасной, чем электрохимические реакции в литий-ионных батареях.

«В отличие от химических систем хранения энергии, таких как литий-ионные аккумуляторы, в которых для хранения и выделения энергии используются электрохимические реакции, использование механической энергии само по себе связано с гораздо меньшими рисками», – сказал доктор Чжань.

Механические системы накопления энергии являются одним из многих относительно новых исследовательских проектов и инноваций в области хранения энергии. Ученые и их партнеры из инновационных компаний решили доказать, что тепло, гравитация и геотермальная энергия также могут накапливаться для последующего использования.

В то время как литий-ионные батареи в настоящее время являются наиболее популярным и широко применяемым решением для хранения энергии, вполне вероятно, что будущее за наноструктурами, использующими не электрохимическую, а механическую энергию.

По данным Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) Министерства энергетики США, постоянно снижающаяся себестоимость технологий, связанных с получением возобновляемой энергии, сопровождается ростом интереса к способам ее накопления и различным решениям, направленным на совершенствование систем хранения.

«Существует весьма распространенное заблуждение. Принято считать, что хранение энергии непременно должно быть связано с электрохимическими реакциями в аккумуляторной батарее, – говорит Адарш Нагарджан, руководитель группы по проектированию энергетических систем в NREL, которая работает над интеграцией возобновляемых источников в энергосети. – На самом деле это понятие гораздо шире, поскольку аккумулированию подлежат многие другие формы энергии».

Более 50 рынков. Один счёт

Торгуйте Криптовалютами, Индексами, Товарами и Forex с одного аккаунта

Источник: http://oilprice.com/
http://mixednews.ru/

Аналитики видят возможности роста Twitter
Фридом Финанс | Компании | Twitter
Отскок нефтяников и распродажа в Яндексе
БКС Экспресс | Обзор рынка | MSCI Emerging Markets (EM) | Индекс МосБиржи (ММВБ и РТС) | USD|RUB
Нефть стабильна, но риски смещены в сторону снижения
БКС Экспресс | Товары | Oil
Необанк для малого бизнеса от основателей Модульбанка привлек $12 млн
Bloomchain | Новости
ФРС раскрыла детали программы по изучению CBDC
Bloomchain | Новости
Инвесторы bitcoin рассказали, почему они верят в рост криптовалюты
Bloomchain | Криптовалюта | Bitcoin (BTC|USD)
Суды за сотни миллиардов: крупнейшие иски к российским бизнесменам
Forbes | Периодика
Эпоха цифровых чеболей: удастся ли «Яндексу» и «Тинькофф» побороть «Сбер»
Forbes | Новости
Провал ниже $1900 угрожает росту золота
Saxo Bank | Металлы | Gold (XAU/USD)
Механика создания денег
goldenfront.ru | Периодика | Главное

Еще материалы
Данный материал не имеет статуса персональной инвестиционной рекомендации При копировании ссылка http://elitetrader.ru/index.php?newsid=512340 обязательна Условия использования материалов