• UGREEN выпустила в России зарядку Nexode Air на 65 Вт, магнитный аккумулятор MagFlow на 10 000 мА·ч и пауэрбанк Nexode Pro на 200 Вт и 25 000 мАч

    Бренд UGREEN представил ряд новинок, включая зарядное устройство UGREEN Nexode Air 65 Вт, магнитный внешний аккумулятор UGREEN MagFlow 10 000 мА·ч 15 Вт и пауэрбанк UGREEN Nexode Pro 200 Вт 25 000 мА·ч. На все устройства в официальных магазинах бренда предоставляется 2-летняя гарантия, что подтверждает их высокую надежность.
    Читать дальше
  • Китайский маглев разогнался до 800 км/ч всего за 5,3 секунды

    Китайские инженеры поставили новый мировой рекорд на экспериментальной магнитолевитационной установке. Испытательный аппарат смог за несколько секунд разогнаться до скорости, сопоставимой с крейсерской скоростью некоторых пассажирских самолётов.
    Читать дальше
  • Intel продлила срок годности процессоров Core 13-го и 14-го поколения

    На фоне продолжающегося подорожания чипов память DDR4 всё чаще становится выбором пользователей при сборке новых ПК. Руководство Intel в курсе происходящего: компания заявила, что продолжит выпускать совместимые с такими модулями процессоры до тех пор, пока ситуация на рынке не стабилизируется.
    Читать дальше
  • Коллекции CD- и DVD-дисков поразила странная эпидемия — они начали рассыпаться без видимых причин

    Владельцы старых оптических дисков столкнулись с необычным видом деградации носителей, сообщают коллеги с популярного сайта Tom’s Hardware: некоторые CD спустя годы хранения начали самопроизвольно покрываться глубокими трещинами или буквально раскалываться на части. Это происходит вдобавок к общей беде древних оптических носителей — окисл...
    Читать дальше
  • Глава SK Group заявил, что из-за памяти всё вокруг будет дорожать

    Председатель совета директоров SK Group Чхэ Тхэ Вон (Chey Tae-won) последние недели потратил на участие в многочисленных интервью, делясь своими прогнозами на развитие полупроводниковой отрасли и сегмента инфраструктуры ИИ. Выступая на канале CNBC, он призвал готовиться к ухудшению дефицита памяти в следующем году и росту цен на все виды ...
    Читать дальше

Учёные случайно создали конденсатор, который можно зарядить в 19 раз сильнее обычного

15 мая 2024 | Просмотров: 7 688 | Интересное

Недавно в журнале Science вышла статья авторов из инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе, посвящённая исследованию гетерогенных тонкоплёночных структур для конденсаторов. Работая с сегнетоэлектриками, учёные случайно создали конденсатор с плотностью энергии в 19 раз выше, чем у обычных элементов. Фактически они разработали аккумулятор с фантастической способностью быстрой зарядки, чего не хватает современным батареям.

Не секрет, что конденсаторы являются важнейшими элементами подсистем питания и стабилизации схем. В современных смартфонах может быть до 500 конденсаторов, а в ноутбуках — до 800 и более (колебательные контуры мы условно вынесем за скобки в данной статье, речь только о питании). Во всех случаях конденсаторы выступают как элементы, способные быстро разряжаться и заряжаться, чего не скажешь об аккумуляторах. Зато аккумуляторы отличаются высочайшей плотностью хранения энергии. Учёные давно пытаются найти золотую середину — высокоплотный аккумулятор с возможностью быстро заряжаться и разряжаться, но при этом оставаться целым и способным на множество циклов заряда. Похоже, учёные из США приблизились к открытию такого аккумулятора.

В ходе эксперимента с гетероструктурами на основе титаната бария (BaTiO3) — в некотором роде перовскита — была открыта «новая физика», как выразились учёные. В целом исследователи получили возможность управлять временем разряда (релаксации) сегнетоэлектрического конденсатора. Эта возможность случайно проявила себя при изучении комбинации двумерных и трёхмерных материалов в комбинации 2D/3D/2D2 или бутерброда Au/MoS2/BaTiO3/MoS2/Au. Сердцевина из титаната бария, окружённая двумя атомарно тонкими слоями, создаёт слой толщиной всего 30 нм или 1/10 обычного вируса. Точно подобранные химические и нехимические связи, а также зазоры между слоями стали тем ключом, который позволил получить контроль над временем разряда конденсатора-аккумулятора.

Благодаря сохранению кристалличности 3D-сегнетоэлектрика и минимизации потерь энергии, учёные смогли достичь плотности хранения энергии в этой многослойной гетерогенной структуре на уровне 191,7 Дж/см3 при КПД более 90 %. Точный контроль времени разряда открывает перспективы для широкого спектра применений и потенциально может ускорить разработку высокоэффективных систем накопления энергии.

«Мы создали новую структуру, основанную на инновациях, которые мы уже внедрили в нашей лаборатории с использованием 2D-материалов, — сказал ведущий автор работы Санг-Хун Бей (Sang-Hoon Bae). — Изначально мы не были сосредоточены на накоплении энергии, но в ходе нашего исследования свойств материалов мы обнаружили новое физическое явление, которое, как мы поняли, может быть применено для накопления энергии, и которое было одновременно очень интересным и потенциально гораздо более полезным».

«Мы обнаружили, что время релаксации диэлектрика может регулироваться или индуцироваться очень небольшим зазором в структуре материала, — объяснил Бэй. — Это новое физическое явление — то, с чем мы раньше не сталкивались. Это позволяет нам манипулировать диэлектрическим материалом таким образом, чтобы он не поляризовался и не терял способность заряжаться».

Учёные не скрывают, что впереди будет долгая оптимизация материала, но даже на современном этапе разработка превышает достижения других лабораторий. Поэтому исследователи видят в новом «электронном материале», как они назвали своё решение, большие перспективы.

Комментарии: 1

  1. Инна Ватция
    21 мая 2024 11:11 Инна Ватция
    Ещё один пример научного доказательства преимущественного превосходства гетероструктур, в сравнении с гомогенными средами.
    + 1
    Ответить
В Вашем браузере отключен JavaScript. Для корректной работы сайта настоятельно рекомендуется его включить.