(文章來源:微鋰電)
昆士蘭科技大學(xué)的研究人員提出了一種鉆石納米線束的新設(shè)計,這可能為一種新的機械儲能形式鋪平道路。按計算,這項技術(shù)的能量是鋰離子電池的三倍。
昆士蘭科技大學(xué)(QUT)材料科學(xué)中心的科學(xué)家們在《自然通訊》上發(fā)表了一篇新的研究論文,提出使用金剛石納米線束(DNT)來提供能量儲能能力,這可能會給機械和生物醫(yī)學(xué)工程帶來一場革命。DNT是一種碳納米結(jié)構(gòu)——一組超薄的一維碳線,當(dāng)它們被扭曲或拉伸時可以儲能能量。昆士蘭科技大學(xué)的研究員詹海飛博士領(lǐng)導(dǎo)了這個研究小組,他把納米結(jié)構(gòu)比作一個壓縮的線圈或兒童的發(fā)條玩具。他說,“當(dāng)扭曲的線圈解開時,能量可以被釋放出來。”
據(jù)微鋰電小組分析,其訣竅在于控制產(chǎn)生的能量。如果這種能量可以被穩(wěn)定下來,那么它就可以被用于一系列的應(yīng)用,從生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)到納米機器人,以及機械能量儲能。
詹教授說:“與鋰離子電池等使用電化學(xué)反應(yīng)來儲存和釋放能量的化學(xué)儲存不同,機械能系統(tǒng)本身的風(fēng)險要低得多。”機械能儲存不會有在極端溫度下發(fā)生故障的風(fēng)險,也不會有化學(xué)污染的風(fēng)險。納米線的穩(wěn)定性和安全性并不讓人驚訝,因為它本質(zhì)上是鉆石——我們所知道的最堅硬的材料。當(dāng)然,鉆石的結(jié)構(gòu)意味著它是非常強大,堅硬,輕。有了這些特性的裝備,DNT的潛力只會受到科幻作家想象力的限制。19世紀(jì)末首次提出的“星際到太空”運輸系統(tǒng)的著名構(gòu)想,被吹捧為DNT(禁止追蹤)的一種可能應(yīng)用,同時被吹捧為更實際的、更高效的電動汽車的構(gòu)想。
在能量密度方面DNT的能量儲能潛力是驚人的。按磅計算,DNT的能量密度——也就是說,它的質(zhì)量能儲存多少能量——為每公斤1.76 兆焦耳,是鋰離子電池的三倍。研究人員有了一個想法,但現(xiàn)在他們必須把它付諸行動。在未來的兩到三年內(nèi),QUT團(tuán)隊計劃構(gòu)建控制系統(tǒng),以測試納米線的扭曲和拉伸。
據(jù)微鋰電小組預(yù)測,納米線束可以用于下一代輸電線路、航空電子、場發(fā)射、電池、智能紡織品以及建筑材料等結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,為新的儲能形式開辟道路。
(責(zé)任編輯:fqj)
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