Nová diamantová nanoštruktúra umožní efektívne ukladanie energie

0

Jedna z najväčších výziev v oblasti obnoviteľnej energie je jej skladovanie. Preto sa hľadá materiál na ukladanie energie s vysokou akumulačnou kapacitou, ktorý dokáže v prípade potreby rýchlo a efektívne uvoľniť veľké množstvo energie. Vedci z Technickej univerzity v Queenslande navrhli úplne novú uhlíkovú nanoštruktúru, určenú na ukladanie energie v mechanickej forme.

Väčšina prenosných zariadení na uchovávanie energie sa v súčasnosti spolieha na chemické úložiská energie, ako sú batérie, ale navrhovaná nová štruktúra pozostáva zo zväzku diamantových nanovlákien (diamond nanothread – DNT), a tak netrpí rovnakými obmedzujúcimi vlastnosťami ako batérie (citlivosť na teplotu, možnosť úniku, hrozba výbuchu).

Na navrhnutie štruktúry týchto ultratenkých jednorozmerných uhlíkových vlákien použil Haifei Zhan a jeho tím počítačové modelovanie. Schopnosť ukladať energiu súvisí s tým, či sú tieto vlákna stočené alebo napnuté.

Vedci teoreticky testovali uhlíkové nanorúrky v porovnaní diamantovými nanovláknami a zistili, že hoci uhlíkové nanorúrky majú lepšie mechanické vlastnosti ako nová štruktúra diamantových nanovlákien, zväzky DNT boli štruktúrne stabilnejšie ako zväzky uhlíkových nanorúrok, čo znamená, že by mohli byť stočené efektívnejšie a ukladať viac energie a uvoľňovať ju bez progresívneho zhoršovania.

Keďže ide o malé štruktúry, zväzky DNT by sa mohli použiť na pohon malej robotiky a elektroniky, ako sú napríklad biomedicínske diagnostické systémy implantované do tela. Vďaka svojej nízkej hustote by sa tieto materiály na báze uhlíkových nanorúrok dali použiť aj v leteckom inžinierstve, kde by šetrili priestor aj hmotnosť. Predchádzajúci výskum ukázal, že vzhľadom na vysokú pevnosť uhlíkových nanorúrok v ťahu takýto materiál má potenciál zdvihnúť až 50 000-násobok vlastnej hmotnosti.

XIAOMT_redmi 9A_082020

V súčasnosti je táto štruktúra len teoretická, no tím chce vytvoriť experimentálny mechanický energetický systém v nanorozmeroch ako dôkaz koncepcie. Vybudovanie tohto systému na uchovávanie mechanickej energie môže trvať 2 až 3 roky. Nové riešenie by našlo uplatnenie v mnohých aplikáciách vrátane batérií, inteligentných textílií, nositeľnej elektroniky a dokonca aj inteligentných budov a materiálov.

Zdroj: forbes.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články
diamant energia veda vyskum

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať