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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Чтобы сохранить природу, заповедники придется закрыть 26.08.2012 После 14 лет изучения биоразнообразия доцент кафедры охраны дикой природы из Virginia Tech Сара Карпанти пришла к неутешительным выводам: битва за биоразнообразие проиграна, и нам следует задуматься над созданием хорошо охраняемых "резерваций" дикой природы, чтобы сохранить хоть что-то. Деятельность человека постоянно повышает нагрузку на природные системы и диких животных. Две сотни ученых по всему миру сложили кусочки головоломки, чтобы представить более четкую картину существующего положения дел и найти пути минимизации разрушительного воздействия на природу. В ходе исследования Сары Карпанти были изучены десятки различных видов, от бабочек до крупных хищников, в охраняемых районах по всем тропическим районам Северной и Южной Америки, Африки и Азии. Ученые пришли к выводу, что в охраняемых регионах биоразноообразие сохраняется лучше, но некоторые из них находятся под угрозой затопления и вырубки. Только половина заповедников сохраняют свое оригинальное биоразнообразие, в том числе старые деревья, крупных хищников и других крупных животных, включая приматов, рыб и амфибий. К сожалению, заповедники, которые охраняются плохо, постоянно страдают от незаконных посягательств фермеров, охотников и лесорубов. Со временем они потеряют свою первозданную форму точно так же, как и регионы, хорошо освоенные человеком. Сара Карпанти подчеркивает, что биоразнобразие в тропиках не будет потеряно, только если будет обеспечена надежная защита хотя бы существующих заповедников. В противном случае природа не устоит перед человеческим натиском, какие бы законодательные инициативы не принимались на местном и международном уровне. Таким образом не исключено, что в будущем среди сельскохозяйственных угодий, мусорных свалок и чахлых лесов, настоящую природу можно будет найти только пересекая хорошо охраняемый контрольно-пропускной пункт, спрятанный за высоким забором с колючей проволокой.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025