«Что если мы могли бы преобразовать тонны материалов вокруг в системы аккумулирования энергии? – рассуждает Пинт. – В итоге они не стали бы заметно дороже и обладали бы новыми свойствами, выполняя ту же механическую функцию».
Ионисторы, или суперконденсаторы, лишены перечисленных выше недостатков, но обладают другими. Хотя время их зарядки измеряется минутами, а число циклов – миллионами, существующие ионисторы проигрывают аккумуляторам как в ёмкости, так и в устойчивости к физическим воздействиям.
«Наша разработка впервые демонстрирует, что мы можем производить материалы, сохраняющие значительное количество электроэнергии в то время, как они подвергаются реалистичным статическим и динамическим нагрузкам – таким как вибрация или удары», – поясняет Пинт.
Смартфоны и ноутбуки, а также носимая электроника смогут питаться от собственного корпуса. Вспомогательный аккумулятор электромобилей будет распределён в материалах приборных панелей, кузова и колёс. Мосты и дороги станут запасать энергию для освещения регулировки движения транспорта. Всё это может стать реальностью в ближайшее время.
Вместо того чтобы быть пассивной частью конструкции, стены зданий начнут аккумулировать электроэнергию для освещения, поддержания заданного микроклимата и питания приборов в доме. Именно такую революцию ожидают разработчики из Университета Вандербильта.
«Я ощущаю мост в мир, где роботы доставляют нам посылки и патрулируют улицы. Сейчас это может показаться фантастикой, но технология эффективного питания для них уже разработана, – комментирует Пинт. – Воодушевляют не столько возможности улучшить имеющиеся устройства за счёт новых технологий, сколько создать принципиально новые и придумать свежие идеи их применения».
Новый материал производится с использованием ионнопроводящих полимеров и кремния. Он демонстрирует плотность энергии около 10 Вт•ч/кг с показателем кулоновской эффективности 98% при воздействии растягивающих напряжений более 300 кПа и вибрационных ускорениях до 80g. Материал проявил также устойчивость в отношении таких воздействий, как сдвиг, сжатие и ударные нагрузки.
«Наш материал – это бескорпусный суперконденсатор, который находится в структурно интегрированном состоянии, – говорит Пинт. – За счёт этого он может выдерживать сильные механические нагрузки, работать при более высоком напряжении и запасать больше энергии, чем серийно выпускаемые ионисторы».
Прежние попытки реализовать ионистор в виде корпуса самого прибора или строительных конструкций были бесперспективны из-за быстрого старения материалов или высокой себестоимости их производства. Новая структура не требует дорогих компонентов и должна сохранять свои свойства годами.
Комментарии
Загрузка…
Оставить комментарий