俄亥俄州州立大学的研究人员开发了一种薄薄的塑料膜,可使可充电电池放油,同时不使用,并允许更快的再充电。
新技术称为离子氧化还原晶体管,控制电池内部的电荷流动,部分受到身体中的活细胞膜转运蛋白质的影响。
这种晶体管可以用于电动汽车的高性能超级电容器,甚至可以帮助防止一些悬浮滑板模型的火灾。
Vishnu-Baba Sundaresan,Osu的机械和航空航天工程学士和助理教授的领导者,以及博士生学生Travis Hery使用离子氧化还原晶体管,开发一种新的电池,其中能量存储在液体电解质中,液体电解质可以充电或清空并重新填充,因为它们会是储气罐。
Sundaresan说:“对于每天的通勤来说,电解液可以简单地通过夜间或停在车库时将其插到电源插座上进行再生。”“在长途旅行中,你可以清空用过的电解液,然后给电池充电,这样就能达到我们习惯的内燃机的长距离行驶里程。”
在研究过程中,俄勒冈州立大学的研究人员发现,最好的环保汽车制造商的性能极限是充电每分钟行驶0.4英里,或者充电8小时后行驶约200英里。汽油驱动的汽车在加油一分钟后就能跑完同样的距离。这种薄膜可以提高电动汽车电池的充电速度,使其每分钟的行驶里程达到两位数。
“这仍然是汽油中等同的措施的数量级,但它是一个开始的地方,”桑德萨森说。
Sundaresan说,混合动力和电动汽车正在达到这一性能极限,因为传统电池是如何储存电荷的,而膜技术可能是超越这一极限的唯一途径,直到一种新的电池电极种类被开发出来。
“过去50多年的研究专注于推进电池电极的化学以提高能力,”他说。“我们已经这样做了,但容量的增加已经以稳健性和快速充电和放电电池的能力来实现。电动汽车设计现在足够成熟,我们知道他们达到的极限是因为锂离子电池的化学。“
像锂离子电池这样的电池已经有了膜分离器,可以导电,并在物理上将正极和负极分开,但随着时间的推移,膜不能完全阻止电荷在正极和负极之间泄漏,所以膜会失去电荷。这导致电池的内能转化为热量,这充其量是一个逐渐消耗能量的过程,在某些情况下,过热可能导致电池起火。
该大学正在为这项技术的进一步发展发放许可证。
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