Исследователи из Университета Тохоку успешно увеличили емкость, долговечность и экономическую эффективность конденсатора.
Конденсатор – это устройство, используемое как часть цепи, которая может накапливать и отдавать энергию, как и батарея. Что отличает конденсатор от аккумулятора, так это то, что он заряжается гораздо быстрее. Например, аккумулятор мобильного телефона будет питать ваш телефон, но зарядка этого аккумулятора до 100% после его разрядки далеко не мгновенна.
Хотя это делает конденсаторы превосходным выбором, у них есть некоторые большие недостатки, которые необходимо преодолеть. Во-первых, их емкость намного меньше, чем у батареек, поэтому они не могут хранить большое количество энергии. Во-вторых, они могут быть довольно дорогими. В последние годы были разработаны суперконденсаторы (конденсаторы с увеличенной емкостью и производительностью) с использованием наноуглеродных материалов, таких как углеродные нанотрубки (УНТ), которые увеличивают площадь поверхности и, следовательно, общую емкость. Однако из-за дороговизны наноуглеродных материалов масштабное производство с использованием этой технологии не является экономически эффективным.
Для решения этих специфических проблем и улучшения общей производительности конденсаторов была сформирована исследовательская группа, состоящая из профессора Хироси Ябу (Университет Тохоку), AZUL Energy Co., Ltd. (венчурная компания из Университета Тохоку) и Центра совместного творчества AZUL Energy x Tohoku University Bio-Inspired GX. Команде удалось увеличить емкость суперконденсаторов в 2,4 раза (до 907 F/gAC) по сравнению с одним только углем путем «распыления» на активированный уголь азафталоцианина железа (FeAzPc-4N), разновидности синего пигмента. Этот метод позволяет молекуле адсорбироваться на молекулярном уровне, используя свои окислительно-восстановительные способности. Кроме того, исследование показало, что 20 000 циклов заряда-разряда нового конденсатора возможны даже в при высокой нагрузке 20 А/гAC, что делает возможным питание светодиодов.
Конденсаторный электрод, разработанный в этом исследовании, может увеличить емкость до уровня суперконденсаторов с использованием УНТ при использовании общедоступного и недорогого активированного угля, что делает его потенциальным вариантом для энергетических устройств следующего поколения. Следующий шаг для команды – сделать суперконденсатор еще более емким.
На рисунке: молекула активированного угля с адсорбированными молекулами азафталоцианина железа (вверху), коэффициент увеличения емкости и емкости относительно только активированного угля (внизу слева), емкость и удержание емкости после повторяющихся циклов заряда-разряда при 20 А/гAC (внизу в центре), а также эксперимент со светодиодным освещением с использованием простой зарядно-разрядной ячейки с двумя последовательно соединенными конденсаторными ячейками (внизу справа). Фото: Хироси Ябу.
Источник: https://techxplore.com/news/2024-09-supercapacitor-molecular-coating-approach.html
Пьезоэлектрический резонатор бьёт рекорды КПД преобразования постоянного тока
Компания CEA-Leti усовершенствовала свои предыдущие инновации в области преобразования электрической энергии с использованием пьезоэлектрических резонаторов и создала двухмостовой пьезоэлектрический преобразователь, обеспечивающий гальваническую изоляцию без необходимости использования трансформаторов. 26.09.2024 54 0 0Новое исследование открывает путь к масштабируемым квантовым процессорам
Квантовые компьютеры кодируют и обрабатывают информацию с помощью квантовых битов, или кубитов, которые определяются двумя состояниями квантовых систем, таких как электроны или фотоны. В отличие от классических компьютеров, которые используют двоичные биты, равные либо нулю, либо единице, кубиты могут существовать в суперпозиции обоих состояний одновременно. Это уникальное свойство позволяет квантовым компьютерам выполнять определенные вычисления в геометрической прогрессии быстрее, чем даже самые мощные на сегодняшний день суперкомпьютеры. 26.09.2024 54 0 0Google поддержит стартап, целью которого является внедрение смешанной реальности в любой автомобиль, лобовое стекло или кабину самолета
Distance Technologies, финский стартап, целью которого является внедрение технологии смешанной реальности в любое лобовое стекло автомобиля или кабину самолета, привлек 10 миллионов евро (11,1 миллиона долларов) финансирования от GV, венчурного подразделения Алфавит и других инвесторов. 26.09.2024 54 0 0Гаджет для экстремального качества видео: камера Павла Ахтеля с разрешением 18,7K
Компания Sphere Entertainment, создатель светодиодного купола Sphere в Лас-Вегасе, раскрыла подробности о своей системе камер со сверхвысоким разрешением, которая используется для захвата контента для нового места проведения мероприятия. Купол, под которым уже проходили концерты U2, оснащен самым большим в мире светодиодным экраном с высоким разрешением, который обволакивает аудиторию и окружает ее для создания «полностью иммерсивной визуальной среды». Чтобы захватить контент для этого дисплея площадью 160 000 квадратных футов с разрешением 16K × 16K, собственной студией была разработана система камер Big Sky. 26.09.2024 68 0 0