Vid leverans av energi är metoden för dess leverans lika viktig som dess kvantitet. Du kommer förmodligen inte att lyckas koka vattnet till ditt te med en cigarettändare. Här, Doktoranden Yirui Zhang illustrerar denna princip Kredit:IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski
Om vi pratade om mat, de flesta experter skulle välja den förra, men vid energilagring är det motsatta. Det visar sig att mer energi kan lagras genom att ladda mindre ofta, men ända upp till 100%.
Åtminstone, detta är slutsatsen från forskning utförd av ett team av forskare vid IPC PAS. Även om studierna involverade idealiserade tvådimensionella gittersystem, Vid slutet av dagen, en princip är en princip. Dr Anna Maciocek, en av författarna till verket publicerat i Fysisk granskning E , beskriver det på följande sätt. "Vi ville undersöka hur sättet på vilket energi lagras i ett system förändras när vi pumpar in energi i form av värme i det, med andra ord – när vi värmer det lokalt." Det är känt att värme i system sprider sig och diffunderar. Men påverkas insamlingen av energi av hur den levereras; tekniskt sett, "leveransanpassningen"? Spelar det någon roll om vi ger mycket energi under en kort tidsperiod; ingen på länge och sedan igen mycket energi; eller små delar av energi efter varandra, nästan utan några pauser?
Cyklisk energiförsörjning är mycket vanligt i naturen. Vi förser oss med energi på just detta sätt genom att äta. Samma antal kalorier kan ges i en eller två stora portioner som äts under dagen, eller delas upp i 5-7 mindre måltider med kortare pauser mellan dem. Forskare tvistar fortfarande om vilken behandling som är bättre för kroppen. Dock, när det kommer till tvådimensionella gittersystem, det är redan känt att när det gäller lagringseffektivitet vinner metoden "mindre ofta och mycket".
"Vi märkte att mängden energi som systemet kan lagra varierar beroende på portionsstorleken på energin och frekvensen av dess tillförsel. Den största mängden är när energiportionerna är stora, men tidsintervallen mellan leveranserna är också långa, " förklarar Yirui Zhang, en Ph.D. student vid IPC PAS. "Intressant, det visar sig att om vi delar upp den här typen av lagringssystem internt i fack eller faktiskt kammare, mängden energi som kan lagras i ett sådant uppdelat 'batteri' – om det var möjligt att konstruera – ökar. Med andra ord, tre små batterier kan lagra mer energi än ett stort, " säger forskaren. Allt detta gäller, antar att den totala mängden energi som sätts in i systemet förblir densamma, och endast metoden för dess leverans ändras.
Även om forskningen som utförs av IPC PAS-teamet är ganska grundläggande och helt enkelt visar den grundläggande principen för energilagring i magneter, dess potentiella tillämpningar kan inte överskattas. Låt oss föreställa oss, till exempel, möjligheten att ladda ett elbilsbatteri inte på några timmar, men på knappt tjugo minuter, eller en betydande ökning av kapaciteten hos sådana batterier utan att volymen ändras, d.v.s. utöka räckvidden på bilen efter en laddning. Den nya upptäckten kan också i framtiden, ändra metoderna för att ladda olika typer av batterier genom att bestämma den optimala periodiciteten för att leverera energi till dem.