蕨叶激发电极用于高密度太阳能储存

太阳能电池在从太阳光中收集能量的过程中不断变得越来越好,但它们储存能量的速度并没有那么快。由石墨烯和蕨类植物分形结构制成,工程师在墨尔本皇家理工大学开发了一种新的原型电极,可以实现薄,柔韧和高容量的太阳能收集和存储系统。

虽然太阳能作为能源有吸引力,但太阳能供电设备通常必须分为两类:具有大体积设置的设备,或者不需要那么多功率的较小设备。RMIT团队的新电极旨在弥合这一差距,通过在一种美国蕨类植物的静脉中看到的重复模式(称为分形)在微观水平上启发更好的能量密度。

”西方剑的叶子密集地挤满了静脉,使它们非常有效地储存能量并在植物周围输送水,“该研究的共同作者MinGu说道。”我们的电极基于这些分形形状-它们是自我复制的,就像雪花中的迷你结构一样-我们已经使用这种自然有效的设计来改善纳米级的太阳能存储。“

与传统相比电池,超级电容器可以更薄,更耐用,输出功率更快,这意味着它们有可能最终为可穿戴电子产品甚至汽车产生薄而灵活的电源。存储容量是它们的缺点,但RMIT的新电极,由其分形模式赋予更高的能量密度,旨在解决这个问题。

“立即应用是结合这个电极超级电容器,我们的实验表明我们的原型可以从根本上增加其存储容量-比当前容量限制的30倍,“Gu说。”容量提升的超级电容器将提供长期可靠性和快速爆发能量释放-当时例如,有人想在阴天使用太阳能-使其成为太阳能储存的理想替代品。“

由于电极是用石墨烯制成的-一个原子-导电的碳片-它可以b薄而灵活。通过与分形图案的容量提升特性相结合,该团队希望最终能够创建一个薄型太阳能电池,可以在一个芯片上收集和储存能量。

“我们现在可以做到这一点现有太阳能电池,但这些太阳能电池体积庞大且刚性,“该研究的第一作者LittyThekkekara说。“真正的未来在于将原型与灵活的薄膜太阳能技术相结合,这仍处于起步阶段。通过这种灵活的电极原型,我们解决了存储部分的挑战,并展示了它们如何与太阳能电池配合使用而不影响性能。现在,重点必须放在灵活的太阳能上,因此我们可以努力实现我们对完全依赖太阳能,自供电的电子设备的愿景。“

该研究发表在科学报告期刊上。。

资料来源:RMIT大学

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