(Phys.org)—Een team van onderzoekers verbonden aan instellingen in de V.S., China en het Koninkrijk Saoedi-Arabië hebben een nieuw type poreus grafeenelektroderaamwerk ontwikkeld dat in staat is tot zeer efficiënte ladingsafgifte. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hoe ze traditionele conflicten overwonnen tussen compromissen met betrekking tot dichtheid en snelheid om een ​​elektrode te produceren die in staat is om snel ionentransport te vergemakkelijken. Hui-Ming Cheng en Feng Li van de Chinese Academie van Wetenschappen bieden een Perspectiefstuk over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer, en een aantal eigen meningen op te nemen over waar dergelijk werk waarschijnlijk naartoe gaat.

In een perfecte wereld, batterijen zouden onbeperkte energieopslag hebben die wordt geleverd met snelheden die hoog genoeg zijn om apparaten met onbeperkte behoeften van stroom te voorzien. De faser van Star Trek , bijvoorbeeld, zou veel meer kracht en snelheid vergen dan mogelijk is in de huidige apparaten. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat dergelijke technologie ooit tot stand zal komen, het lijkt mogelijk dat de batterijen van de toekomst veel beter zullen presteren dan vandaag, waarschijnlijk vanwege nanogestructureerde materialen - ze zijn al veelbelovend gebleken bij gebruik als elektrodemateriaal vanwege hun unieke eigenschappen. Helaas, het gebruik ervan is tot nu toe beperkt vanwege de ultradunne aard van de resulterende elektroden en hun extreem lage massaladingen in vergelijking met de momenteel in gebruik zijnde elektroden. In deze nieuwe poging de onderzoekers rapporteren over een nieuwe manier om een ​​elektrode te maken met behulp van grafeen die dergelijke beperkingen overwint.

De elektrode die ze hebben gebouwd is poreus, wat in dit geval betekent dat er gaten in zitten. Die gaten, zoals Cheng en Li opmerken, zorgen voor een beter ladingtransport en bieden tegelijkertijd een verbeterde capaciteitsretentiedichtheid. Het grafeenraamwerk dat ze bouwden, zij merken op, biedt een superieur middel voor elektronentransport en zijn poreuze aard zorgt voor een hoge iondiffusiesnelheid - de gaten dwingen de ionen om kortere wegen te nemen, diffusie verminderen.

Cheng en Li suggereren dat het nieuwe werk waarschijnlijk soortgelijke ontwerpen zal inspireren in de zoektocht naar betere elektrodematerialen, waarvan zij verder suggereren dat het waarschijnlijk zal leiden tot nieuwe elektroden die niet alleen praktisch zijn, maar hebben hoge massaladingen.

© 2017 Fys.org