Нова материална структура може да революционизира съхранението на енергия, като позволи на кондензаторите в електрическите превозни средства и на други електронни устройства да съхраняват енергия за много по-дълго време. Това твърдят учени, цитирани от Live Science.

Изследователите са разработили кондензатори от нови "хетероструктури" с ново свойство, което намалява скоростта, с която се разсейва енергията, без да се засяга способността им да се зареждат бързо.

Изследователите казват още, че новото откритие е било непреднамерено и може да бъде основата за по-дълъг живот на батериите на потребителските устройства, като лаптопи или смартфони, както и за по-голяма гъвкавост при съхранение на енергия в мрежов мащаб.  

Батериите могат да съхраняват енергия за дълъг период от време, но отнемат много време за зареждане и разреждане на електричество. Тук идват на помощ кондензаторите — те съхраняват електричество в поле, което може бързо да се зарежда и разрежда за бърз достъп до захранване, ако е необходимо.

Смартфоните, например, обикновено използват захранване от батерията, но получават енергия от кондензатори, когато е необходимо захранване за кратко време, като например при използване на "светкавицата" на камерата. Всеки смартфон обикновено съдържа стотици кондензатори.

Някои кондензатори използват фероелектрични материали за съхраняване на енергия, които са естествено поляризирани. Когато поляризацията е обърната, това остава в кондензатора като „памет“, дори след отстраняване на напрежението.

Прилагането на захранване обръща поляризацията на тези материали и те могат да я поддържат, дори след като захранването е изключено. Въпреки това, те обикновено не се справят толкова добре със запазването на енергия за по-дълги периоди, в сравнение с батериите.

Новата структура се намира във физически и химичен баланс между проводимост и непроводимост, което ѝ позволява по-ефективно да задържа енергия. Изследователите открили случайно, че малка празнина в сърцевината увеличава времето за релаксация - термин, използван за описване на периода, през който кондензаторът губи заряд.

Във всяка от хетероструктурите 2D и 3D материали са наслоени на атомно ниво, с химични и нехимични връзки между всеки слой. Максималната дебелина на цялостната структура е само 30 нанометра – около 30 000 пъти по-тънка от човешки косъм.

Според учените, технологията може да достави енергийна плътност до 19 пъти по-висока от сегашните кондензатори. Екипът отчита ефективност от над 90%, което е отличен резултат в тази област. Сравнимата ефективност за нови фероелектрични кондензатори възлиза на 86.95%.

Ако се възпроизведе в мащаб, структурата може да доведе до промяна в начина, по който съхраняваме и получаваме достъп до енергия, тъй като ще позволи много бърз достъп до нея при поискване, без да се жертва стабилността на дългосрочното съхранение.

С по-високи енергийни плътности, кондензаторите от следващо поколение биха могли да позволят по-бързо зареждане за устройства, които се нуждаят от дългосрочно съхранение, като електрически превозни средства. Кондензаторите могат също да осигурят бързо захранване при поискване за мрежата или за частни промишлени нужди.

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !

Добави в предпочитани в Google