Запирањето, вклучувањето во извор на енергија и полнењето на батериите кај електричните автомобили, но и смартфоните и останатите уреди, може да стане дел од историјата, бидејќи научниците развиваат нов дизајн на електроди кои можат да ги наполнат батериите за неколку секунди, наместо часови.
Претходни истражувања користеле суперкондензатори за складирање на енергија на преносливата електроника, кои се способни да ја ослободуваат енергијата во големи „рафали“ и имаат неверојатен потенцијал кога е во прашање напојувањето на електричните уреди.
Проблемот со нив е што можат да се користат само за рапидни циклуси на полнење и празнење, а не за долготрајно складирање на енергија.
Сега, тим од Дрексел универзитетот ги комбинирал карактеристиките на суперкондензаторите со оние на традиционалните батерии со голем капацитет, користејќи материјал наречен MXene.
MXene е рамен наноматеријал кој изгледа како сендвич. Се состои од оксидно „парче леб“ кое е „премачкано“ со кондуктивен јаглерод и метал. Оваа слоевита структура креира бариера која ги спречува јоните да се дифузираат низ батеријата.
За да батеријата ја складира енергијата, јоните се чуваат во портови наречени „активни редокс локации“. Колку повеќе портови има, толку повеќе енергија батеријата може да складира, притоа овозможувајќи им на јоните слободно да се движат од еден порт во друг, што било постигнато со комбинирање на структурата на MXene со хидрогел.
Кај традиционалните батерии и суперкондензатори, јоните имаат комплицирана патека кон портовите за складирање на енергијата, што не само што го забавува целиот процес, туку и креира ситуација каде многу малку јони пристигаат до својата дестинација.
Идеалната архитектура на една електрода би овозможувала движење на јоните кон портовите во неколку “ленти“, наместо во само една, а новиот материјал го постигнува токму тоа: рапидно полнење кое трае неколку секунди или помалку.
Сега засега уште не е јасно како една ваква батерија би можела да се зголеми за да се користи, на пример, во електричен автомобил, но доколку тоа им успее на научниците, во иднина ќе имаме автомобили, смартфони и останата електрична опрема која целосно ќе може да се наполни за неколку секунди или минути, наместо часови.