學界最近取得重大突破,扭轉奈米碳管可儲存三倍鋰離子電池能量密度。論文發表於《自然奈米技術》期刊,由日本和美國跨國團隊完成,包括馬里蘭大學巴爾的摩分校(UMBC)先進感測器技術中心(CAST)研究員。
奈米碳管是由單層碳原子組成的奈米級結構,重量輕但強度超過鋼鐵百倍。團隊將商業用幾束奈米碳管捻成繩索狀,然後拉伸扭轉,再塗上特殊物質以增強強度和靈活性。
測試結果顯示,奈米碳管繩索每單位質量可儲存能量是鋼彈簧15,000倍,鋰離子電池三倍。且新儲能於-76°F~212°F(-60°C~100°C)範圍都能保持穩定,比傳統電池更安全。
主要作者之一UMBC的Sanjeev Kumar Ujjain表示:「人類長期使用機械彈簧為手錶和玩具等儲存能量。此研究顯示,扭轉奈米碳管對機械能量儲存有巨大潛力。」
這項技術可能為輕便、緊湊和安全能量儲存的設備開闢新途徑,如醫療植入物和感測器。然團隊也指出,如果奈米碳管繩索扭轉過緊,可能會突然釋放能量,類似發條手錶彈簧上過頭。故之後研究將集中擴大繩索規模,與現有設備整合,以及開發控制能量釋放的機制。
這項突破性研究為能量儲存開闢新可能性,特別是需要安全、輕便和高效能源的醫療設備和可穿戴領域。學者繼續研發新技術同時,將來能量儲存設備可能會更小、更輕且更強大。
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(圖片來源:論文)