科學家找到如何將高太陽能存儲量提高3000%的方法了!

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你好,未來!

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研究人員從植物界吸取靈感,發明了一種新的電極,可以驚人的增加3000%的太陽能的儲存。

該技術有好的機動性,可以直接連接到太陽能電池,這意味著我們終於可以更靠近利用太陽能的智能手機和筆記型電腦,永遠不會耗盡電量的生活。

想要可靠地使用太陽能作為電力來源的一個主要問題是要找到一種有效的方法來存儲它以供日後使用,而不會隨著時間的流逝而漏電。

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為此,工程師們一直轉向了超級電容器,這種技術可以極速充電並釋放大量的能量。但是就目前來說,超級電容器無法儲存足夠的能量,讓太陽能電池有可行性。

因此,澳洲墨爾本皇家理工大學的一個團隊決定探究生物是如何設法讓大量能源進入一個小空間,而他們的想像力很快就被在北美常見的植物,刺羽耳蕨(學名Polystichum munitum),巧妙的碎形葉子所激發。

團隊成員之一,奈米工程師顧敏說,「刺羽耳蕨的葉子上密集地擠滿了葉脈,使得它們能非常有效率的儲存能量和運送水道植物各處。」

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「我們的電極是基於這種碎形,它們是自我複製的,像雪花中的微小結構,而我們已經使用這種奈米級自然效率的設計來提升太陽能的存儲。」

在下圖中,是將蕨葉的表面放大400倍,你可以清楚地看到研究人員在設計中所使用的自我複製模式。

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為了製造高導電的電極,科學家們使用雷射來操控石墨烯,這是通用的單原子厚碳奈米材料,可以驚人的速度傳導電能

利用碎形的設計於石磨烯電極,並結合現有的超級電容器,顧敏和他的團隊達成了30倍以上的儲電容量。

這意味著如果他們的新電極能成功建構,我們可以看到太陽能電池連接著比目前現有的存儲容量高出3,000%的超導體。

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他說,「容量提升的超級電容器將可以提供長期可靠性和快速的能量釋放。」

顧敏相信,這將使這些新興的超級電容器成為儲存太陽能的理想替代品,因為你可以有效地取得足夠的電力,即使是陰天。

到目前為止,第一批電極僅僅是證明了新的碎形方法的概念,但研究人員已經對其新技術的潛在廣泛應用感到興奮。

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主要領導的研究人員在墨爾本皇家理工大學的博士生Litty Thekkekara,「最令人興奮的可能性是將這種電極與太陽能電池一起使用,以提供全面晶片上能量收集和存儲的解決方案。」

雖然可以透過現有的太陽能電池,也就是你經常在屋頂上看到的來實現,但是Thekkekara認為,將新電極與薄膜的太陽能電池相結合將會特別有用,成為「新一代」的可撓式波導光伏技術,幾乎可以在任何地方使用。

,「它幾乎可以在任何可以想像的地方使用,從建築窗戶到汽車面板、智能手機到智能手錶,我們不再需要為我們手機充電的電池或是為我們的混合動力汽車充電的充電站。

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「現在焦點需關注於機動性高的太陽能,讓我們可以實現完全依賴太陽能,自我供電的電子產品的願景。」

這個原型已在《科學報導》中描述。

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來源:Science alert