Прокладывание пути к неаккумуляторной батарее, чтобы сохранить солнечную энергию: Ученые говорят, что цепь полимера, организованная как рождественская гирлянда, помогает аккумулированию энергии

Теперь группа химиков материалов в Массачусетском университете Амхерст во главе с Дхэндэпэни Венкэтараменом, с аспирантом и первым автором Сеунгом Пио Юнгом, аспиранты Ларри Ренна, Коннор Бойл и другие, сообщают, что решили одно из главных препятствий в области, разработав основанную на полимере систему. Это может привести к плотности аккумулирования энергии – сумме сохраненной энергии – больше чем в два раза выше, чем предыдущие системы полимера. Детали появляются в текущей проблеме Научных Отчетов.Венкэтарамен и Бойл говорят, что предыдущая высокая плотность аккумулирования энергии, достигнутая в полимерной системе, была в диапазоне 200 джоулей за грамм, в то время как их новая система в состоянии достигнуть в среднем 510 джоулей за грамм максимум с 690.

Венкэтарамен говорит, «Говорится в теории, что нам необходимо достигнуть 800 джоулей за грамм, но никто не мог сделать это. Эта бумага сообщает, что мы достигли одной из самой высокой плотности энергии, сохраненной за грамм в полимерной системе, и как мы сделали это».Авторы говорят, что, поскольку плотность аккумулирования энергии улучшается – и с их работой она теперь приближается к мощности литиевых батарей – заявления на новую технологию включают такие возможности как солнечные подушки, которые забирают энергию из солнца днем, затем хранят ее для нагревания еды, жилых площадей, одежды или одеял ночью.

Бойл отмечает, что этот подход будет особенно ценен в областях, где нет никакого доступа к энергосистеме.Венкэтарамен говорит, что выполнение его группы, вероятно, не было бы возможно без более ранней теоретической работы Джеффри Гроссмана в MIT: «Без его статьи и его мыслей о теории, я не думаю, что мы добрались бы, где мы сегодня».

Гроссман предположил, что более высокая плотность энергии могла бы быть достигнута, если бы обычно используемый комплекс, молекулы азобензола, был устроен вдоль твердой углеродной нанотрубки. Эта структура позволила бы ученым управлять молекулярными взаимодействиями, который определяет, сколько энергии поднято и выпущено.Венкэтарамен объясняет, «Мы поняли идею управлять договоренностью, но мы думали, Что, если мы используем гибкий полимер, не твердую трубу?

Что-то как рождественская гирлянда, где огни – молекулы азобензола. Поскольку то, что Вы не можете сделать с углеродной нанотрубкой, уменьшают расстояние между молекулами. Мы думали, что структура цепи полимера позволит группам азобензола стать ближе друг к другу и взаимодействовать, который является, когда они получают энергию и становятся более стабильными».Их идея работала, он добавляет, «но мы не поняли почему.

Открытие было неожиданно, таким образом, мы не могли остановиться там. Каждый раз, когда мои студенты приехали ко мне с необъясненными высокими числами, я передал обратно их, чтобы сделать больше экспериментов контроля, чтобы понять и утвердить результаты. Мы должны были быть скептически настроены, потому что у нас был необычный результат».

Венкэтарам говорит, «Поворот в истории состоит в том, что мы думали, что расстояние между огнями в последовательности было самым важным. Важно, но что более важно, способ, которым тщательно устроены многократные последовательности и их огни. Оказывается, что растворитель обработки, мы использовали действия, чтобы устроить и отрегулировать архитектуру, таким образом, молекулы азобензола, приложенные к полимеру, устроены очень аккуратно и сжато.

Это в основном действует, чтобы гарантировать, что может быть максимальная упаковочная плотность».Они использовали растворитель tetrahydrofuran (THF) для этой обработки «просто, потому что это – хороший растворитель для этой системы полимера», говорит Бойл, не подозревая, что это влияло бы, сколько энергии сохранено и позже выпущено, когда мы сначала начали.

Венкэтарамен говорит, «Говорит эта бумага о том, как на молекулярном уровне THF затрагивает энергию, которую мы видим в макро-масштабе. Это начинается с тем, как растворяющая молекула взаимодействует с полимером, и оказывается, что это связано с молекулярной упаковкой, как они организованы в пространстве. Когда молекулы упакованы правильно, они могут получить больше энергии. Потребовалось два года работы, но нам наконец удалось показывать, что это верно».

Он добавляет, что сотрудничество с учеными из Schrodinger, Inc., научного программного обеспечения и компании решений, базирующейся в Нью-Йорке, также играло ключевую роль в помощи ученым Массачусетского университета Амхерст понять происхождение наблюдаемых высоких удельных весов аккумулирования энергии. Во главе с Шоном Кваком, ведущим прикладным ученым из Schrodinger, с экспертами в технологии силового поля Эд Хардер и Вольфганг Дамм, проект получил необходимую поддержку компании.

Квак говорит, «Работание непосредственно с учеными с экспериментальным фоном на высшем уровне всегда отмечается очень высоко в стоимости в Schrodinger». Он подчеркивает синергетический эффект, который он наблюдал непосредственно всюду по сотрудничеству. «Это предоставляет прекрасную возможность нам продемонстрировать силу вычислительной химии на грани наиболее новаторских идей, такой как показано в этой работе».

Химики материалов планируют развить это открытие с работой, чтобы решить некоторые практические проблемы, связанные с зарядкой системы, таким образом, они еще не сделали батарею, но это прибывает. Эта работа была поддержана Массачусетским университетом Амхерст.

13 комментариев к “Прокладывание пути к неаккумуляторной батарее, чтобы сохранить солнечную энергию: Ученые говорят, что цепь полимера, организованная как рождественская гирлянда, помогает аккумулированию энергии”

  1. америкосы только подумали разместить как алени уже жиденько обосрамшись..

  2. пропагандон, стычка у иранских революционеров с администрацией штатов:)))

  3. здесь тоже дали почти за тоже самое.. усик олимпийский чемпион, абсолютный чемпион мира по всем версиям? почти тоже самое..

  4. Усова Изольда Казимировна

    Любителей русского мира никто не поддержал, а русскоязычный кандидат набрал наибольшее количество голосов. Эрэфия опять не угадала.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *