超快離子隧道

我們生活在一個充滿電力運行設備的現代世界中。 新技術的發展確保了手機，筆記本電腦，平板電腦和許多其他移動設備在我們走過的每一步。 鋰離子電池（所謂的鋰離子可充電電池）最常用於為移動設備供電，但是由於其充電速度慢，使用壽命短和環境污染（由於重金屬（例如鈷）含量高）的原因，越來越多的關注 超級電容器 指示。 這些設備具有以下特性 電池 和 電容器 結合。 有什麼關係更長的使用壽命，更容易的回收利用以及最重要的是更快的充電速度，這意味著可以節省時間。 畢竟，時間就是金錢。

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的優點 超級電容器 在於它們的結構，它由兩個基本元素組成。 第一個系統是由兩個高度多孔的電極組成的系統，該電極由多孔材料彼此隔開，可保護它們免受短路的影響。 大多數情況下，超級電容器的這部分是基於活性炭製造的，出於某種原因，在這些設備中使用了活性炭。 在其孔中是超級電容器的第二個關鍵組成部分-電解質，它包含離子，即被賦予電荷的原子（帶正電的陽離子和帶負電的陰離子）。 取決於電極之間施加的電壓，離子可以在多孔材料內移動。 有趣的是，可以 更多能量 如果儲存在設備中，則電極內部的孔越多。 如果您不考慮外殼等組件，那麼您可以說就是這樣。

但是什麼使超級電容器如此有前途 節約能源？ 這些是前面提到的孔以及離子移動的方式。 多孔電極內部通道的直徑和長度至關重要。 如果孔很寬，則設備充電很快，但傳遞的能量很少；而如果直徑減小，則可以傳遞更多的能量，但設備充電的速度慢得多。 那麼，有什麼方法可以加速狹窄孔隙中的離子嗎？ 波蘭科學院物理化學研究所（IPC PAS）的科學家Svyatoslaw Kondrat在《自然通訊》（Nature Communications）XNUMX月刊上對此進行了介紹。

該研究的作者使用了多孔材料 碳基 孔徑小於納米，因此應注意1 nm是一米的十億分之一。 因此，這些孔非常小，以至於人眼無法看到。 用離子液體浸漬該材料，該離子液體僅是液態的鹽，但是不包含諸如水的溶劑。 因此，離子液體是液化鹽。 來自離子液體的離子充滿孔，當在電極之間施加電壓時，它們開始移動。 但是，如果極化持續時間更長，會發生什麼呢？ 所有離子都以相同的速度運動嗎？ 不幸的是，電極內部的離子的行為就像汽車在隧道中，朝相反的方向移動。 此外，它們每個都在一個車道上行駛，而不是像高速公路一樣在多個車道上行駛。 如果甚至有一輛汽車被卡住，其他汽車也會開始製動。 這降低了隧道的容量並造成了交通擁堵。 毛孔中的毛孔也會發生同樣的情況 超級電容 堵塞地方。 這導致設備效率降低，特別是導致設備效率降低。 縮短加載時間.