![Ионы вместо электронов: есть идея, как зарядить что угодно за минуту Ионы вместо электронов: есть идея, как зарядить что угодно за минуту](/uploads/posts/2024-05/blue-cell-phone-connected-usb-cable-type-c-charging.webp)
Ионы вместо электронов: есть идея, как зарядить что угодно за минуту
Исследователи из Колорадского университета в Боулдере (UCB) намерены сделать зарядку электроники и электромобилей практически мгновенной.
Учёные обнаружили, что заряженные частицы, называемые ионами, движутся через крошечные поры внутри суперконденсатора. И такой накопитель энергии может заряжаться намного быстрее, чем обычные аккумуляторы. Анкур Гупта, доцент кафедры химической и биологической инженерии, заявил, что такое достижимо благодаря большей эффективности процесса.
Гупта объяснил, что для понимания поведения частиц в пористых материалах, например, используемых в нефтяных резервуарах или для фильтрация воды, используются несколько методов химической инженерии. Однако соответствующие достижения не были освоены для систем накопления энергии.
Исследователь отметил, что предыдущих научные работы описывали движение ионов через одну прямую пору. Новое исследование доказало, что возможно движение ионов по сложной сети из тысяч взаимосвязанных пор за считанные минуты. И это может привести к значительным улучшениям в конструкции заряжаемых устройств — как больших, так и маленьких.
Гупта с коллегами проанализировали движение ионов через сложную сеть крошечных взаимосвязанных пор. Они смоделировали, как частицы за считанные минуты проходят по тысячам путей. Открытие вносит поправки в научные законы, которые «рулили» электротоком более 175 лет.
![Ионы вместо электронов: есть идея, как зарядить что угодно за минуту](/uploads/posts/2024-05/person-s-hand-typing-laptop-keypad.webp)
На школьных уроках физики изучают правила (они же законы) Кирхгофа как часть классической электродинамики. Правила описывают поток электронов в простом контуре электропроводки, а именно соотношения между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи. Однако Гупта обнаружил, что ионы, которые физически больше электронов, движутся через множество крошечных наноразмерных пор принципиально иным образом, чем электроны.
Исследователи сделали вывод, что ионы движутся как за счёт электрических полей, так и благодаря диффузии. Они определили, что это движение сквозь поры отличается от того, что описывают законы Кирхгофа. Важно добавить, что правила Кирхгофа по-прежнему применимы к обычным электронным схемам с потоками электронов. А обновлённые выводы коллектива Гупты имеют решающее значение для понимания и оптимизации производительности суперконденсаторов и других систем накопления энергии, которые работают за счёт перемещения ионов сквозь пористые материалы.
— Анкур Гупта, доцент кафедры химической и биологической инженерии Колорадского университета в Боулдере.
Открытие позволит перезаряжать аккумуляторы электромобилей примерно за то же время, которое требуется для заправки бензином авто с двигателем внутреннего сгорания. Таким образом удалось бы устранить главный барьер при переходе на электрический транспорт — существенную разницу во времени.
Выводы из исследования имеют значение не только для хранения энергии в транспортных средствах и гаджетах. Более эффективное накопление энергии поможет электросетям лучше справляться с колебаниями спроса, быстро задействуя резервы в периоды пиковых нагрузок и избегая потерь при низком потреблении.
Учёные обнаружили, что заряженные частицы, называемые ионами, движутся через крошечные поры внутри суперконденсатора. И такой накопитель энергии может заряжаться намного быстрее, чем обычные аккумуляторы. Анкур Гупта, доцент кафедры химической и биологической инженерии, заявил, что такое достижимо благодаря большей эффективности процесса.
Гупта объяснил, что для понимания поведения частиц в пористых материалах, например, используемых в нефтяных резервуарах или для фильтрация воды, используются несколько методов химической инженерии. Однако соответствующие достижения не были освоены для систем накопления энергии.
Исследователь отметил, что предыдущих научные работы описывали движение ионов через одну прямую пору. Новое исследование доказало, что возможно движение ионов по сложной сети из тысяч взаимосвязанных пор за считанные минуты. И это может привести к значительным улучшениям в конструкции заряжаемых устройств — как больших, так и маленьких.
Гупта с коллегами проанализировали движение ионов через сложную сеть крошечных взаимосвязанных пор. Они смоделировали, как частицы за считанные минуты проходят по тысячам путей. Открытие вносит поправки в научные законы, которые «рулили» электротоком более 175 лет.
![Ионы вместо электронов: есть идея, как зарядить что угодно за минуту](/uploads/posts/2024-05/person-s-hand-typing-laptop-keypad.webp)
На школьных уроках физики изучают правила (они же законы) Кирхгофа как часть классической электродинамики. Правила описывают поток электронов в простом контуре электропроводки, а именно соотношения между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи. Однако Гупта обнаружил, что ионы, которые физически больше электронов, движутся через множество крошечных наноразмерных пор принципиально иным образом, чем электроны.
Исследователи сделали вывод, что ионы движутся как за счёт электрических полей, так и благодаря диффузии. Они определили, что это движение сквозь поры отличается от того, что описывают законы Кирхгофа. Важно добавить, что правила Кирхгофа по-прежнему применимы к обычным электронным схемам с потоками электронов. А обновлённые выводы коллектива Гупты имеют решающее значение для понимания и оптимизации производительности суперконденсаторов и других систем накопления энергии, которые работают за счёт перемещения ионов сквозь пористые материалы.
Это главный шаг в работе — мы нашли недостающее звено
— Анкур Гупта, доцент кафедры химической и биологической инженерии Колорадского университета в Боулдере.
Открытие позволит перезаряжать аккумуляторы электромобилей примерно за то же время, которое требуется для заправки бензином авто с двигателем внутреннего сгорания. Таким образом удалось бы устранить главный барьер при переходе на электрический транспорт — существенную разницу во времени.
Выводы из исследования имеют значение не только для хранения энергии в транспортных средствах и гаджетах. Более эффективное накопление энергии поможет электросетям лучше справляться с колебаниями спроса, быстро задействуя резервы в периоды пиковых нагрузок и избегая потерь при низком потреблении.
- Дмитрий Ладыгин
- freepik.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
![Западная Европа и США готовятся к худшему Западная Европа и США готовятся к худшему](/uploads/mini/shortstory/c1e/63452ff84713a553fcb2c4b14eb54.jpg)
Западная Европа и США готовятся к худшему
Новая угроза ожидается из Латинской Америки....
![NASA обнаружило таинственное энергетическое поле вокруг Земли NASA обнаружило таинственное энергетическое поле вокруг Земли](/uploads/mini/shortstory/63f/993f5cca125710bd5e7998c3c423d.jpg)
NASA обнаружило таинственное энергетическое поле вокруг Земли
Оно уникально, и, похоже, благодаря нему на планете… появилась жизнь....
![Спасение человечества находится на дне Северного Ледовитого океана Спасение человечества находится на дне Северного Ледовитого океана](/uploads/mini/shortstory/b16/5cda8ba33085ef44bb4cc9b986200.jpg)
Спасение человечества находится на дне Северного Ледовитого океана
Финские ученые уверены в этом на 100%....
![Starliner Boeing снова в новостях: теперь там что-то жутко стучит и лязгает Starliner Boeing снова в новостях: теперь там что-то жутко стучит и лязгает](/uploads/mini/shortstory/124/739e8816037bad0a313bd7f3476af.jpg)
Starliner Boeing снова в новостях: теперь там что-то жутко стучит и лязгает
NASA придумывает объяснения, а бывший командир МКС говорит, что это не к добру....
![«Титаник» разваливается прямо на глазах «Титаник» разваливается прямо на глазах](/uploads/mini/shortstory/8a2/1d2eb1dfde31d5f5369b4d0d48d62.jpg)
«Титаник» разваливается прямо на глазах
Кто же ускоряет гибель легендарного корабля: люди или природа?...
![Прорыв или кошмар? Искусственный интеллект стал изменять собственный код Прорыв или кошмар? Искусственный интеллект стал изменять собственный код](/uploads/mini/shortstory/1be/9b06786bac11541ae0e4d76991468.jpg)
Прорыв или кошмар? Искусственный интеллект стал изменять собственный код
Ученые говорят: ничего страшного. Но так ли это на самом деле?...
![Форресты Гампы отменяются Форресты Гампы отменяются](/uploads/mini/shortstory/1f0/4b4ba26a87069298154cbaaf7521f.jpg)
Форресты Гампы отменяются
Американские ученые «взломали» код аутизма....
![Сосуд из найденного в Шотландии клада викингов оказался иранским Сосуд из найденного в Шотландии клада викингов оказался иранским](/uploads/mini/shortstory/b9b/6c5a16607870dcee7ded870025f56.jpg)
Сосуд из найденного в Шотландии клада викингов оказался иранским
Никто не ожидал, что сокровище прибыло из столь отдаленных мест....
![Безглазая смерть чует тьму: как именно грибок превращает мух в зомби-некрофилов Безглазая смерть чует тьму: как именно грибок превращает мух в зомби-некрофилов](/uploads/mini/shortstory/e7b/f7bb936b1fafeefb602fbc6b7740b.jpg)
Безглазая смерть чует тьму: как именно грибок превращает мух в зомби-некрофилов
Главное случается ночью....
![Новый метод поможет раскрыть секс-преступления во много раз быстрее Новый метод поможет раскрыть секс-преступления во много раз быстрее](/uploads/mini/shortstory/0f3/39f1637a6f4b732bda029be4a1ff5.jpg)
Новый метод поможет раскрыть секс-преступления во много раз быстрее
Открытие ускорит проверку улик....
![Азиаты оккупируют Британию: сначала мигранты, теперь желтоногие шершни Азиаты оккупируют Британию: сначала мигранты, теперь желтоногие шершни](/uploads/mini/shortstory/fa6/3b50ed6fd66775e77a87003ce5250.jpg)
Азиаты оккупируют Британию: сначала мигранты, теперь желтоногие шершни
Экологи бьют тревогу и массово рассылают методички населению....
![Космический корабль BepiColombo невероятно близко подлетел к Меркурию Космический корабль BepiColombo невероятно близко подлетел к Меркурию](/uploads/mini/shortstory/83d/c7e5e8717f2100b5313e052890584.jpg)
Космический корабль BepiColombo невероятно близко подлетел к Меркурию
Свежие снимки рябой планеты удалось сделать благодаря возникшим в полёте неполадкам....
![Компания 1X анонсировала повседневного помощника — гуманоидного робота NEO Beta Компания 1X анонсировала повседневного помощника — гуманоидного робота NEO Beta](/uploads/mini/shortstory/1b0/526e645ecf476da55256bb5a433aa.jpg)
Компания 1X анонсировала повседневного помощника — гуманоидного робота NEO Beta
Похожий на человека механический слуга умеет ходить, бегать и подниматься по лестнице....
![Роботы и 3D-печать сделали бетон прочнее благодаря особой структуре Роботы и 3D-печать сделали бетон прочнее благодаря особой структуре](/uploads/mini/shortstory/11b/f9e2330b21c4d24c2519784700a4f.jpg)
Роботы и 3D-печать сделали бетон прочнее благодаря особой структуре
Имитируя природу, бетон можно уложить так, чтобы повысить прочность на 63%....
![Учёные не нашли связи между мобильными телефонами и раком мозга Учёные не нашли связи между мобильными телефонами и раком мозга](/uploads/mini/shortstory/152/0835ee76c49c6c0c1dcc9ac68693a.jpg)
Учёные не нашли связи между мобильными телефонами и раком мозга
В общем, болтай часами — не хочу....