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澳大利亚提出钻石纳米线束设计 将为储能形式带来新革命

2020-05-07 16:04
微锂电
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导读:昆士兰科技大学的研究人员提出了一种钻石纳米线束的新设计,这可能为一种新的机械储能形式铺平道路。按计算,这项技术的能量是锂离子电池的三倍。

澳大利亚提出钻石纳米线束设计   将为储能形式带来新革命

昆士兰科技大学(QUT)材料科学中心的科学家们在《自然通讯》上发表了一篇新的研究论文,提出使用金刚石纳米线束(DNT)来提供能量储能能力,这可能会给机械和生物医学工程带来一场革命。

DNT是一种碳纳米结构——一组超薄的一维碳线,当它们被扭曲或拉伸时可以储能能量。昆士兰科技大学的研究员詹海飞博士领导了这个研究小组,他把纳米结构比作一个压缩的线圈或儿童的发条玩具。他说,“当扭曲的线圈解开时,能量可以被释放出来。”

据微锂电小组分析,其诀窍在于控制产生的能量。如果这种能量可以被稳定下来,那么它就可以被用于一系列的应用,从生物医学监测系统到纳米机器人,以及机械能量储能。

詹教授说:“与锂离子电池等使用电化学反应来储存和释放能量的化学储存不同,机械能系统本身的风险要低得多。”

机械能储存不会有在极端温度下发生故障的风险,也不会有化学污染的风险。纳米线的稳定性和安全性并不让人惊讶,因为它本质上是钻石——我们所知道的最坚硬的材料。

澳大利亚提出钻石纳米线束设计   将为储能形式带来新革命

当然,钻石的结构意味着它是非常强大,坚硬,轻。有了这些特性的装备,DNT的潜力只会受到科幻作家想象力的限制。19世纪末首次提出的“星际到太空”运输系统的著名构想,被吹捧为DNT(禁止追踪)的一种可能应用,同时被吹捧为更实际的、更高效的电动汽车的构想。

在能量密度方面DNT的能量储能潜力是惊人的。按磅计算,DNT的能量密度——也就是说,它的质量能储存多少能量——为每公斤1.76 兆焦耳,是锂离子电池的三倍。

研究人员有了一个想法,但现在他们必须把它付诸行动。在未来的两到三年内,QUT团队计划构建控制系统,以测试纳米线的扭曲和拉伸。

据微锂电小组预测,纳米线束可以用于下一代输电线路、航空电子、场发射、电池、智能纺织品以及建筑材料等结构复合材料,为新的储能形式开辟道路。


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