Сотрудничество поперечного кампуса во главе с Ульрихом Визнером, преподавателем разработки в в Корнелльском университете, обращается к этому требованию с новой архитектурой устройства аккумулирования энергии, у которой имеется потенциал для стремительных молнией обвинений.Идея группы: Вместо того, чтобы иметь анод и катод батарей по обе стороны от непроводящего сепаратора, переплетите компоненты в самосборке, 3D gyroidal структуре, с тысячами наноразмерных пор, заполненных элементами, нужными для аккумулирования и доставки энергии.«Это – в самом деле революционная архитектура батареи», сказал Визнер, работа группы которого, «Блоксополимер Полученный 3D Взаимно проникающий Многофункциональный Наногибрид Gyroidal для Хранения Электричества», была опубликована 16 мая в энергии и Науке об окружающей среде, публикации Королевского общества Химии.
«Эта трехмерная архитектура в основном ликвидирует все потери от мертвого количества в Вашем устройстве», сказал Визнер. «Что еще более очень важно, сокращение размеров этих областей, в каковые взаимно попадают, вниз к наноразмерному, как мы сделали, дает Вам порядки величины более высокая плотность энергии. В противном случае говоря Вы имеете возможность получить доступ к энергии в намного более мелкие времена, чем, что как правило делается с несложной архитектурой батареи».
Как не так долго осталось ждать это? Визнер объявил, что, из-за размеров элементов батареи, уменьшаемых вниз к наноразмерному, «к тому времени, в то время, в то время, когда Вы помещаете личный кабель в гнездо, в секундах, возможно еще стремительнее, батарея была бы заряжена».Архитектура для этого понятия основана на самосборке блоксополимера, которую пара Визнера использовала в течение многих лет в других устройствах, включая gyroidal солнечную батарею и gyroidal сверхпроводник. Йоерг Вернер, доктор философии ’15, ведущий создатель на данной работе, экспериментировал с самосборкой фотонных устройств и задался вопросом, имели возможность ли бы те же самые правила быть применены к углеродным материалам для аккумулирования энергии.
gyroidal узкие пленки углерода – анод батареи, произведенный самосборкой блоксополимера – показали тысячи периодических пор в заказе 40 миллимикронов шириной. Эти поры были тогда покрыты 10 nm-thick, в электронном виде изолировав, но проводящий ион сепаратор при помощи электрополимеризации, которая по самой природе процесса произвела слой разделения без мелких отверстий.Это жизненно очень важно, потому, что недочёты как отверстия в сепараторе – то, что может привести к катастрофической неудаче, дающей начало огням в мобильных устройствах, таких как сотовые телефоны и ноутбуки.
Следующий движение – добавление материала катода – в этом случае, сера – в сумме, которая не полностью заполняет остаток от пор. Так как сера может принять электроны, но не проводит электричество, последний движение заделывает с в электронном виде проводящим полимером – известный как PEDOT (poly [3,4-ethylenedioxythiophene]).
В то время как эта архитектура предлагает подтверждение понятия, Визнер сказал, это не без проблем. Трансформации количества в течении заряжения и освобождения батареи неспешно ухудшаются, PEDOT обвиняют коллекционера, что не испытывает расширение количества, которое делает сера.
«В то время, в то время, когда сера расширяется», сказал Визнер, «у Вас имеется эти мелкие части полимера, что порван, и затем это не соединяется снова, в то время, в то время, когда это сжимается снова. Это показывает, что имеется части 3D батареи, к которой Вы тогда не имеете возможность получить доступ».
Пара – все еще совершенствование техника, но подала заявку на патентную защиту на работе доказательства понятия.