澳大利亞提出鉆石納米線束設(shè)計(jì) 將為儲(chǔ)能形式帶來(lái)新革命

導(dǎo)讀昆士蘭科技大學(xué)的研究人員提出了一種鉆石納米線束的新設(shè)計(jì)，這可能為一種新的機(jī)械儲(chǔ)能形式鋪平道路。按計(jì)算，這項(xiàng)技術(shù)的能量是鋰離子電池的三倍。

昆士蘭科技大學(xué)（QUT）材料科學(xué)中心的科學(xué)家們?cè)凇蹲匀煌ㄓ崱飞习l(fā)表了一篇新的研究論文，提出使用金剛石納米線束（DNT）來(lái)提供能量?jī)?chǔ)能能力，這可能會(huì)給機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)工程帶來(lái)一場(chǎng)革命。

DNT是一種碳納米結(jié)構(gòu)——一組超薄的一維碳線，當(dāng)它們被扭曲或拉伸時(shí)可以?xún)?chǔ)能能量。昆士蘭科技大學(xué)的研究員詹海飛博士領(lǐng)導(dǎo)了這個(gè)研究小組，他把納米結(jié)構(gòu)比作一個(gè)壓縮的線圈或兒童的發(fā)條玩具。他說(shuō)，“當(dāng)扭曲的線圈解開(kāi)時(shí)，能量可以被釋放出來(lái)?！?/p>

據(jù)微鋰電小組分析，其訣竅在于控制產(chǎn)生的能量。如果這種能量可以被穩(wěn)定下來(lái)，那么它就可以被用于一系列的應(yīng)用，從生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)到納米機(jī)器人，以及機(jī)械能量?jī)?chǔ)能。

詹教授說(shuō)“與鋰離子電池等使用電化學(xué)反應(yīng)來(lái)儲(chǔ)存和釋放能量的化學(xué)儲(chǔ)存不同，機(jī)械能系統(tǒng)本身的風(fēng)險(xiǎn)要低得多?！?/p>

機(jī)械能儲(chǔ)存不會(huì)有在極端溫度下發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，也不會(huì)有化學(xué)污染的風(fēng)險(xiǎn)。納米線的穩(wěn)定性和安全性并不讓人驚訝，因?yàn)樗举|(zhì)上是鉆石——我們所知道的最堅(jiān)硬的材料。

當(dāng)然，鉆石的結(jié)構(gòu)意味著它是非常強(qiáng)大，堅(jiān)硬，輕。有了這些特性的裝備，DNT的潛力只會(huì)受到科幻作家想象力的限制。19世紀(jì)末首次提出的“星際到太空”運(yùn)輸系統(tǒng)的著名構(gòu)想，被吹捧為DNT（禁止追蹤）的一種可能應(yīng)用，同時(shí)被吹捧為更實(shí)際的、更高效的電動(dòng)汽車(chē)的構(gòu)想。

在能量密度方面DNT的能量?jī)?chǔ)能潛力是驚人的。按磅計(jì)算，DNT的能量密度——也就是說(shuō)，它的質(zhì)量能儲(chǔ)存多少能量——為每公斤1．76 兆焦耳，是鋰離子電池的三倍。

研究人員有了一個(gè)想法，但現(xiàn)在他們必須把它付諸行動(dòng)。在未來(lái)的兩到三年內(nèi)，QUT團(tuán)隊(duì)計(jì)劃構(gòu)建控制系統(tǒng)，以測(cè)試納米線的扭曲和拉伸。

據(jù)微鋰電小組預(yù)測(cè)，納米線束可以用于下一代輸電線路、航空電子、場(chǎng)發(fā)射、電池、智能紡織品以及建筑材料等結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，為新的儲(chǔ)能形式開(kāi)辟道路。