Hibridiniai varikliai taps galingesni nei bet kada. Ateina sensacija ()
Energijos kaupimo tankis buvo 63,5 džauliai kubiniame centimetre.
© Stop kadras | https://www.youtube.com/watch?v=ItjtN1DYv54
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kinijos mokslininkai pranešė apie didelį kondensatorių gamybos šuolį. Grupė sutrumpino dielektrinių energijos kaupimo dalių gamybos laiką iki vienos sekundės.
Komanda naudojo staigaus atkaitinimo metodą, kuris kaitina ir aušina medžiagą maždaug 1 000 °C per sekundę greičiu. Šis greitis leidžia kristalinėms plėvelėms susidaryti ant silicio plokštelės per vieną etapą. Kitiems metodams reikia daug daugiau laiko ir tai gali užtrukti nuo 3 minučių iki 1 valandos, priklausomai nuo plėvelės kokybės.
Dielektriniai kondensatoriai kaupia energiją poliarizuodami dielektrinį sluoksnį tarp dviejų elektrodų. Prireikus jie gali tiekti staigius srovės impulsus. Todėl yra naudingi sistemoms, kurios priklauso nuo greitų reakcijų.
Komandos pagamintos naujos plėvelės pasižymi dideliu energijos tankiu. Jos išlieka stabilios plačiame temperatūrų diapazone, iki 250 °C. Šių plėvelių veikimas panašus į pagamintų lėtesniais 3000 sekundžių kaitinimo metodais. Jų terminis atsparumas toks pats kaip ir vienos valandos kaitinimo metodo.
|
Tyrėjai teigė, kad naujosios plėvelės išlaiko savo funkcionalumą atšiauriomis sąlygomis. Jie teigė, kad terminis stabilumas apsaugo įrenginį esant aukštai temperatūrai, su kuria susiduriama hibridinėse elektrinėse transporto priemonėse ir giliose naftos bei dujų žvalgybos vietose.
Projektui vadovavo Kinijos mokslų akademijos Metalų tyrimų institutas. Komanda teigė, kad vienos sekundės procesas gali būti taikomas pramoninio masto gamyboje. Tai suteikia galimybę kaupti dielektrinę energiją kristalų lygyje.
Dielektriniai kondensatoriai gali labai greitai įsikrauti ir išskirti energiją. Jie taip pat pasiekia didelį galios tankį. Dėl to yra naudingi elektrinėse transporto priemonėse, pažangiuose radaruose ir didelės galios lazerių sistemose. Tokiems įrenginiams reikalingas stabilus veikimas net ir kylant karščio lygiui.
Kai kurie gynybos tyrimai pabrėžia jų vertę kryptinės energijos ginklams. Šios sistemos naudoja fokusuotą energiją taikiniams pažeisti. Naujosios plėvelės galėtų padėti patenkinti šių platformų didelius energijos poreikius.
Komanda taip pat pažymėjo, kad dielektriniai kondensatoriai vis dar talpina mažiau energijos nei ličio jonų akumuliatoriai.
Siekdama padidinti energijos tankį, komanda sukūrė greito kaitinimo ir greito aušinimo metodą kristalinėms plėvelėms. Jie kaitino plėvelę elektromagnetine indukcija. Vario spiralė labai greitai tiekė šilumą. Tada jie panardino plėvelę į skystą azotą, kad ją atvėsintų. Tai užrakino kristalinę struktūrą, gautą aukštoje temperatūroje, pagerindama kaupimo talpą.
Šiuo metodu energijos kaupimo tankis buvo 63,5 džauliai kubiniame centimetre. Tai yra daugiau nei vertės, pasiektos kitais metodais panašiomis sąlygomis.
Naujosios plėvelės taip pat pasižymėjo dideliu stabilumu aukštoje temperatūroje. Jų veikimas sumažėjo mažiau nei 3 % iki 250 °C. Komanda teigė, kad šis stabilumo lygis atitinka sistemų, kurios susiduria su staigiais temperatūros svyravimais, poreikius.
Tyrėjai teigė, kad plėvelės atlaikė pakartotinius terminius ciklus be didelių nuostolių. Dėl to jos tinka naudoti aviacijos ir kosmoso pramonėje, kur detalės skrydžio metu dažnai įkaista ir atvėsta.
Jie taip pat teigė, kad procesą galima išplėsti ir kitoms feroelektrinėms medžiagoms plokštelių mastu. Tai atveria duris į lustą integruojamoms kaupimo dalims, kurios pasižymi dideliu tankiu. Šis procesas žymi žingsnį link greitesnės ir patikimesnės kondensatorių technologijos.
Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Science Advances“ lapkričio 14 d.
