• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Uut tüüpi grafeenipõhine patarei

11.03.2012 by Stiina Kristal Leave a Comment

Hong Kongi Polütehnilise Ülikooli teadlased leiutasid väidetavalt uut tüüpi grafeenipõhise ,,patarei”, mis töötab puhtalt ümbritseva soojuse toimel. Nimelt püüab seade lahuses olevate ioonide soojuslikku energiat ning muundab selle elektriks. Antud uurimuse tulemused on hetkel küll veel retsenseerimisel, kuid kinnituse korral saaks sellist seadet kasutada terves hulgas rakendustes alates kunstorganite energiaga varustamisest kehasoojuse abil kuni taastuva energia tootmise ja elektroonikaseadmete töös hoidmiseni.

Antud diagrammil on näidatud teadlaste loodud patarei lihtne skeem. Pilt: Zihan Xu

Veelahuses olevad ioonid liiguvad toatemperatuuril ja -rõhul kiirusega sadu meetreid sekundis. Seetõttu võib nende ioonide soojuslik energia ulatuda mitme kilodžaulini kilogrammi kraadi kohta. Siiani on aga selle energia rakendamise ning muundamise kohta tehtud vähe uurimusi, kirjutab Physicsworld.com.

Antud patarei valmistati grafeenile kinnitatud hõbe- ja kuldelektroodidest. Oma eksperimentides näitasid teadlased, et kui asetada kuus sellist seadet jadamisi vaskkloriidi ioonidega lahusesse, siis saadi tulemuseks enam kui 2 V pinge. See number on aga piisav, et varustada tavalist LED-i.

Uurimuses kasutatud tehnoloogia on tavapärastest liitium-ioon patareidest küllaltki erinev. ,,Meie seadme väljundpinge on pidev ning seade ise töötab ainuüksi ümbritseva lahuse vaskkloriidi ioonide abil – see energiaallikas on teoreetiliselt lõputu,” sõnas uurimust juhtinud Zihan Xu.

Teadlaste andmetel töötab nende patarei sarnaselt päikesepatareile. Vase ioonid (Cu2+) põrkuvad pidevalt patarei grafeenribaga. See põrge on piisavalt energiline, et muuta grafeenis oleva elektroni asukohta. Seejärel võib see elektron kas kombineeruda vaseiooniga või liikuda läbi grafeenriba otse vooluringi. Kuna elektronid saavad läbi grafeeni ülimalt kiiresti liikuda (seda tänu faktile, et need käituvad ilma seisumassita relativistlike osakestena), siis liikuvad need läbi süsinikupõhise materjali palju kiiremini kui lahuse. Loomulikult eelistab vabastatud elektron liikuda läbi grafeeni kui lahuse. See ongi antud seadme tööpõhimõte.

Lisaks leidsid uurijad, et seadme poolt antavat väljundpinget saab suurendada, kui ioonilist lahust soojendada ning Cu2+ ioone ultraheli abil kiirendada. Mõlemad meetodid töötavad tänu sellele, et need suurendavad ioonide kineetilist energiat. Väljundpinge kasvab ka siis, kui vaskkloriidi lahuses on rohkem Cu2+ ioone, sest siis on grafeeni pinnal oleva Cu2+ tihedus suurem. Antud seadme tööle panemiseks võib kasutada ka teisi katioonilisi lahuseid, nende seas Na+, K+, Co2+ ja Ni2+, kuid nende abil saadav väljundpinge on madalam.

Seadme töötamisel on grafeeni aatomkihi unikaalne loomus üks põhilisi tegureid. Seadme valmistamisel proovisid teadlased ka grafiiti ning süsiniknanotorudest valmistatud õhukesi kilesid. Leiti, et nende materjalide abil saadav väljundpinge jäi mikrovoltide piirkonda, mistõttu võis seda pigem lihtsalt müraks nimetada.

Daytonis asuva Nanotek Instrumets’i teadlane Bor Jang sõnus, et antud idee tundub väga paljulubav, kuid et teha kindlaks, kas selline lähenemine annaks praktiliste rakenduste jaoks piisavalt energiat ning võimsustihedust, tuleb seda veel uurida.

Allikas

Teadusartikkel: “Self-Charged Graphene Battery Harvests Electricity from Thermal Energy of the Environment“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Uus meetod õhemate päikesepaneelide valmistamiseks
  2. Grafeenipõhise fotoelemendi uus efektiivsusrekord
  3. Uus nanostruktuur pikendab patareide eluiga
  4. NEC: 0.3 mm paksune painutatav patarei
  5. Piesoelektriline grafeen
  6. Saksa teadlased valmistasid väikese metallstruktuuri integreeritava termoelektrilise generaatori
  7. Meetod võimsamate elektriautode valmistamiseks
  8. Mullid teevad liitium-õhk akude alal rekordeid
  9. Efektiivne meetod painduvate läbipaistvate elektroodide valmistamiseks
  10. Grafeeni valmistamine madalal temperatuuril

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Grafeen&Grafaan, Tehnovidinad, Tulevikuenergia

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in