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:

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Компания LG Electronics презентовала свой новый профессиональный дисплей 40HT513D, сочетающий большую рабочую площадь с функциями, ориентированными специально на медицинские учреждения. Монитор оснащен 40-дюймовой изогнутой IPS Black-панелью с соотношением сторон 21:9 и разрешением 5120 x 2160 пикселей, что соответствует примерно 11 мегапикселям. Такая конфигурация позволяет разместить на одном экране несколько диагностических изображений без разделительных рамок, которые неизбежно возникают при использовании отдельных мониторов. Устройство предназначено для работы с рентгеновскими снимками, компьютерной и магнитно-резонансной томографией, а также другими медицинскими изображениями и получило разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в качестве медицинского устройства. По оценке LG, по площади рабочего пространства один 40HT513D способен заменить конфигурацию из трех 3-мегапиксельных медицинских мониторов. Для специалистов по лучевой диагностике это ...>>

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Часы Casio G-Shock GBX-H5600KI-5 06.09.2026

Casio представила новую модель часов G-Shock GBX-H5600KI-5, которая сочетает характерную для серии механическую прочность с возможностями, свойственными современным спортивным часам. Новинка создана на базе G-LIDE GBX-H5600 в сотрудничестве с профессиональным серфером Каноа Игараси. Часы оснащены оптическим датчиком сердечного ритма и акселерометром, а обработку собранных данных обеспечивают алгоритмы Polar. Благодаря этому устройство способно оценивать тренировочную нагрузку, восстановление во время сна и другие спортивные показатели. Кроме того, часы определяют уровень насыщения крови кислородом, хотя Casio отдельно подчеркивает, что данная функция не предназначена для медицинской диагностики. Важной особенностью GBX-H5600KI-5 остается продолжительное время автономной работы. При активном использовании пульсометра и спортивных функций часы способны работать около 35 часов, тогда как в обычном режиме без постоянного измерения пульса этот показатель достигает примерно одного меся ...>>

Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала. Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются на ...>>

Случайная новость из Архива Электронные сигареты не помогут бросить курить 02.06.2014 Ученые Калифорнийского университета в Сан-Франциско опубликовали исследовательскую работу, в которой доказали бесполезность применения электронных сигарет в процессе отучения от курения. Результаты исследования показали, что заявления производителей электронных сигарет о том, что их продукция помогает отучить курильщиков от вредной привычки, не имеют основания. Ученые сделали вывод, что использование подобных курительных имитаторов значительно уменьшает шансы бросить курить, а "безопасный водяной пар" от них лишь загрязняет в помещениях воздух. Помимо алкалоида никотина электронные сигареты также выбрасывают в воздух различные токсины, что очень вредно для пассивных курильщиков. При этом исследователи отмечают, что уровень содержания вредных веществ в выбросах от электронных сигарет меньше по сравнению с обычными. Однако пока что остаются неизвестными долгосрочные эффекты от применения подобных сигарет. В исследовании авторы обобщили результаты 84 научных работ, имеющих отношение к теме электронных сигарет и к смежным областям. Были проанализированы данные 5 популяционных исследований. В результате ученые установили, что использование сигаретных имитаторов на треть снижает шансы бросить курить в сравнении с абсолютным отказом от курения. В состав электронных сигарет обычно входит аэрозоль, содержающий никотин, ароматизатор и глицерин. Использование электронных сигарет среди подростков в Южной Корее выросло с 0,5% в 2008 г. до 9,4% в 2011г., а в США - с 3,3% в 2011 г. до 6,8% в 2012 г. Стоит заметить, что подростки, в основном, вместе с электронными сигаретами курят и обыкновенные, при этом у каждого третьего подростка, использующего электронные имитаторы сигарет, никотиновая зависимость началась именно с них. В настоящее время электронные сигареты продвигаются производителями в качестве "безопасной" альтернативы обычным. Кроме того, они помогают обойти закон о запрете курения в общественных местах. Среди американской молодежи электронные сигареты весьма популярны. Обобщающая исследовательская работа ученых призывает к отказу от применения электронных имитаторов сигарет и к поиску других способов избавления от вредной привычки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026