Những khám phá mới về việc thay đổi tốc độ di chuyển của các ion mở ra khả năng sạc cực nhanh cho điện thoại và ô tô điện.
Đại học Colorado, Boulder, dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu Ankur Gupta, đã công bố phát hiện về cách các hạt tích điện nhỏ, thường được gọi là các ion, có thể hoạt động hiệu quả hơn trong một mạng lưới các lỗ chân lông nhỏ chuyển động trên mặt đất, mở ra cánh cửa cho sự phát triển năng lượng cực nhanh. thiêt bị lưu trư. .
Cổng sạc trên iPhone 15 Pro Max. hình ảnh: tuanhong
Trang web của Đại học Colorado viết: “Hãy tưởng tượng một chiếc máy tính xách tay hoặc điện thoại di động có thể được sạc đầy trong một phút hoặc một chiếc ô tô điện có thể được sạc đầy trong 10 phút. Những khám phá mới có tiềm năng dẫn đến những tiến bộ như vậy”. đã được xuất bản tại Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
Gupta và các đồng nghiệp đã nghiên cứu chuyển động của các ion thông qua một mạng lưới phức tạp gồm các lỗ liên kết với nhau trong một siêu tụ điện. Theo mô tả, chuyển động của các ion phụ thuộc vào điện trường và sự khuếch tán. Sử dụng một số kỹ thuật trước đây được sử dụng để nghiên cứu dòng chảy trong vật liệu xốp, chẳng hạn như thùng dầu hoặc thiết bị lọc nước, nhóm nghiên cứu đã phát hiện các ion cũng chuyển động khác nhau tại các điểm giao nhau của lỗ rỗng.
Dựa vào đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một mô hình mạng phức tạp gồm hàng nghìn lỗ nano liên kết với nhau để theo dõi và thấy được những kết quả khác với định luật Kirchhoff – được tuân thủ từ năm 1845. Có những định luật điều khiển dòng điện trong mạch điện.
Hình ảnh chuyển động của ion trong một nghiên cứu mô phỏng. hình ảnh: Đại học Colorado Boulder
Gupta cho biết kết quả có thể được áp dụng cho siêu tụ điện, một thiết bị lưu trữ năng lượng dựa trên sự tích lũy ion có thời gian sạc nhanh hơn pin truyền thống. Nghiên cứu còn mở ra hướng ứng dụng lưu trữ năng lượng, phục vụ các lĩnh vực như thiết bị thông minh, xe điện và điện lưới.
Gupta nói: “Điểm hấp dẫn chính của siêu tụ điện là tốc độ của chúng. Vậy làm cách nào để chúng ta làm cho chúng tích điện và giải phóng năng lượng nhanh hơn? Đó là bằng cách khai thác chuyển động ion hiệu quả hơn”.
dựa theo NềnGRNhững kết quả trên mới chỉ ở giai đoạn nghiên cứu, việc đưa vào thực tế sẽ còn gặp nhiều thách thức. Hơn nữa, họ không thể thay đổi định luật Kirchhoff, vốn vẫn chỉ ra sự hoạt động chính xác của các mạch điện thông thường.
Tuy nhiên, các nhà khoa học này cũng lạc quan về khả năng ứng dụng thực tế. Gupta nói: “Đây là một bước nhảy vọt lớn. Chúng tôi đã tìm thấy mắt xích còn thiếu”.
Lữ Quế
