Конденсатор с высокой плотностью энергии

17.05.2024

Энергия играет ключевую роль в различных сферах современной жизни, и постоянно возрастающий спрос на эффективные и быстрозаряжаемые источники питания подталкивает к инновациям. Исследователи инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе совершили значительный шаг вперед, создав конденсатор с высокой плотностью энергии, который обещает стать революционным в мире энергетики.

Группа ученых из инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе представила результаты своего последнего исследования, посвященного гетерогенным тонкопленочным структурам для конденсаторов. Исследователи, работая с сегнетоэлектриками, ненароком создали конденсатор с удивительной плотностью энергии, превосходящей аналогичные показатели обычных элементов на 19 раз. Этот прорыв открывает новые перспективы для развития быстрозаряжаемых аккумуляторов, которые так необходимы в современном мире.

Конденсаторы играют ключевую роль в различных устройствах, обеспечивая стабильное питание и поддерживая работоспособность электроники. В наших смартфонах, ноутбуках и других устройствах может быть установлено сотни конденсаторов, и именно они обеспечивают быстрое и эффективное зарядное питание. Однако, аккумуляторы, хотя и хранят больше энергии, обычно требуют больше времени на зарядку. Ученые стремились создать устройство, которое объединило бы в себе высокую плотность энергии с быстрым зарядом и долговечностью, и их усилия увенчались успехом.

Используя гетероструктуры на основе титаната бария (BaTiO3), исследователи обнаружили новые свойства, открывшие "новую физику" в области конденсаторов. Сочетание двумерных и трехмерных материалов в гетероструктуре Au/MoS2/BaTiO3/MoS2/Au, включающей атомарно тонкие слои титаната бария, позволило создать конденсатор, способный быстро разряжаться и заряжаться при минимальных потерях энергии. Плотность хранения энергии в новой структуре достигла 191,7 Дж/см3 при КПД более 90%, что открывает широкие перспективы для применения в различных областях.

Исследование, проведенное учеными из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, подтверждает значительный потенциал нового конденсатора с высокой плотностью энергии. Этот прорыв в области энергетики может привести к разработке новых, более эффективных источников питания, способных удовлетворить растущие потребности современного общества в энергии.

<< Назад: Звукопоглощающий шелк 17.05.2024

>> Вперед: Причины конфликтов между братьями и сестрами 16.05.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Ручка Nuwa Pen оцифрует рукописный текст в реальном времени 22.05.2023 Nuwa Pen, разработанная одноименным стартапом из Нидерландов, - это шариковая ручка с искусственным интеллектом. Она имеет встроенные электронные элементы, но сохраняет привычные нам функции обычного письма - для тех, кто в эпоху компьютеров и голосового ввода все равно предпочитает рукописные записи, а не набор текста на клавиатуре. Гаджет выполнен в формате классической ручки, но благодаря электронной начинке позволяет мгновенно оцифровывать рукописный текст. Важным отличием устройства от аналогов является то, что писать им можно на обычной бумаге, а не только на специальной. Ручка разработана одноименным стартапом из Нидерландов. Она будет выпускаться в алюминиевом корпусе длиной 150 миллиметров и подразумевает использование сменных чернильных картриджей формата D1. В нижней части расположены три камеры и ИК-светодиод, чтобы ручкой можно было пользоваться при нехватке освещения. Ручка работает на чипе Arm Cortex M4 и использует специально разработанное программное обеспечение, чтобы распознавать текст и передавать его цифровую версию в мобильное приложение по протоколу Bluetooth LE. Информация хранится на сервере компании, а в самой ручке есть встроенное хранилище на 2 гигабайта. В сохраненных текстах можно находить нужные фрагменты, а также делиться написанным. Разработчики планируют обеспечить совместимость гаджета как минимум со 100 приложениями и платформами. Работает ручка на батарее емкостью 100 миллиампер-часов, а 15 минут подключения к зарядке хватит на 2 часа работы. Весит устройство всего 28 граммов и выйдет в двух цветах - черное дерево и слоновая кость. Сейчас ручка предлагается по предварительному заказу на Kickstarter по цене 197 долларов. В качестве бонуса спонсоры получат годовую подписку на специальные функции и три сменных картриджа с чернилами. Затем в свободной продаже ручка Nuwa Pen будет стоить 329 долларов, а подписка 2,99 доллара в месяц.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026