数十年来研究人员和技术人员把电池和电容器两个截然不同的能源存储设备,电池,以存储更多的能量却慢慢地释放;电容器、快速放电的小喷。
每个新能源存储设备因此被归类为一个或另一个,或者是有些关系的两个,根据电化学机制使其。但一个国际研究小组的研究,在开发和研究储能技术领导人,已经表明,这些机制实际上存在于一个光滑的频谱,并试图设备分类为“多”或“小于”电池或电容可能会阻碍进步。
在一个角度看,最近发表在《华尔街日报》自然能源德雷克塞尔大学的研究人员,北卡州立大学,加州大学,范德比尔特大学,德国萨尔州大学和大学保罗Sabatier在法国,建议所有电化学能量储存机制之间存在在一个连续体,在电池和电容器。
“我们提出一个统一的方法,包括从“二进制”的电化学电荷存储在nanoconfined空间作为一个纯粹的静电现象,或纯粹的感应电的现象,“他们写道。“这应该被视为一个连续过渡两国由离子溶剂化作用和ion-host交互的程度。”
简而言之,的一个极端是一个化学键连接的基本机制,一个物理链路在原子水平。另一端是一个暂时欺骗离子的静电吸引内部和表面上的材料。
前的现象,称为感应电流的反应,让他们优秀的储能电池容量和允许他们逐渐释放电荷。但它也是费用需要他们这么长时间的原因。后者,一个短暂的吸引力比真正的债券,使快速的能量爆发,闪光灯和短期内吸收从混合动力和电动汽车制动能量。
随着每一个新的能源存储技术的发展,无论它是一个新的电极材料和电解液的解决方案组合,或物理或化学添加剂来降低或使离子的转移,研究人员努力观察和准确地描述电化学存储机制。欧洲杯足球竞彩
但作者说,在许多情况下,这些狭窄的定义既不准确,也不帮助时调整设备新技术的非常具体的能源存储需求。
“中间发生了什么经典电池和超级电容器一直是一个有争议的话题很长一段时间,“尤里·Gogotsi博士说,尊敬的大学和巴赫德雷克塞尔大学的工程学教授,他是论文的合著者。“所谓‘pseudocapacitors’和混合能源存储设备研究了至少30年,但是一些科学家试图完全拒绝pseudocapacitance,声称只有这两个极端的情况下,其他的都是两个并行机制作用的叠加。”
作者指出,在许多这样的混合设备,离子几乎吸收层之间的电极材料。欧洲杯足球竞彩在其他多孔纳米材料在电极设计最大化完整的化学吸收,或吸附欧洲杯足球竞彩的离子,研究人员看到更快能源排放,可能由于电解质的持久性物质阻止离子完全插入。
两个实例以外的理想,但它们的属性被证明是有价值的组合时,驱动新技术。
"我们预期理解离子反溶剂(溶剂分子离子剥离)和它的角色在决定能源存储机制将使我们能够到达点,当我们结合高能和高功率在一个单一的能源存储设备”Gogotsi说。“把电池充电在几分钟内,你把你的手机,拔掉它几分钟后,可以用它至少几个小时。的二维材料,如MXene或石欧洲杯足球竞彩墨烯,我们可以灵活的柔性和可穿戴电子产品电池。”
研究人员认识到的重要性电化学能量储存的典范,对于他们的支柱作用的理论领域的理解和现代技术的推动者。但他们认为前进意味着操作中间,与合适的能源存储设备的理解可能比一个更好的更有效的电池或超级电容器。
“我们承认有两个理想的情况下,电池和超级电容器。有方程推导出的情况。还有商业设备生产数十亿美元的产业。但是现在我们也知道如何预测,设计和制造设备,具有属性之间传统的极端情况下,“Volker压博士说在德国萨尔州大学的合作者,和前研究员Gogotsi德雷克塞尔大学群。“新产业,需要灵活、透明、保形,可穿戴的能量存储,设备结合能量收获,和其他非常规电能源供应将从新的敏捷储能获益匪浅。我们朝着一个电气能源驱动的经济,互联网和其他新,可持续应用的先进技术。所以,这将是非常重要的承认和工作描述这些新设备现有的频谱,而不是落在了某个地方的两端。”
除了Gogotsi,西蒙她和维罗妮卡Augustyn,从北卡州立大学;元,萨尔州大学;Xuepeng王,从加州大学;彼得·t·卡明斯,从范德比尔特大学;总裁吴,加利福尼亚大学的;从大学保罗Sabatier帕特里斯•西蒙;萨尔州大学,Volker压导致了这项研究。
来源:https://drexel.edu/