(Phys.org) - Ett team av forskare anslutna till institutioner i USA, Kina och kungariket Saudiarabien har utvecklat en ny typ av poröst grafenelektrodramverk som kan leverera mycket effektiv laddning. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver hur de övervann traditionella konflikter som uppstår mellan avvägningar som involverar densitet och hastighet för att producera en elektrod som kan underlätta snabb jontransport. Hui-Ming Cheng och Feng Li med den kinesiska vetenskapsakademien erbjuder en perspektivbit om arbetet som gjorts av teamet i samma journalnummer, och inkludera några egna åsikter om vart sådant arbete sannolikt är på väg.

I en perfekt värld, batterier skulle få obegränsad energilagring levererad med tillräckligt höga hastigheter för att driva enheter med obegränsade behov. Phaser från Star Trek , till exempel, skulle kräva mycket mer kraft och hastighet än vad som är möjligt i dagens enheter. Även om det är osannolikt att sådan teknik någonsin kommer att komma till stånd, det verkar möjligt att framtidens batterier kommer att prestera mycket bättre än idag, troligen på grund av nanostrukturerade material - de har redan visat lovande när de används som elektrodmaterial på grund av deras unika egenskaper. Tyvärr, deras användning har hittills varit begränsad på grund av de ultratunna egenskaperna hos de resulterande elektroderna och deras extremt låga massbelastningar jämfört med de som för närvarande används. I denna nya insats, forskarna rapporterar om ett nytt sätt att skapa en elektrod med grafen som övervinner sådana begränsningar.

Elektroden de byggde är porös, vilket i detta fall betyder att den har hål i den. De där hålen, som Cheng och Li noterar, möjliggöra bättre laddningstransport samtidigt som den erbjuder förbättrad kapacitetstäthet. Grafenramen de byggde, de noterar, erbjuder ett överlägset sätt för elektrontransport och dess porösa natur möjliggör en hög jondiffusionshastighet - hålen tvingar jonerna att ta genvägar, minska diffusion.

Cheng och Li föreslår att det nya arbetet sannolikt kommer att inspirera till liknande design i sökandet efter bättre elektrodmaterial, som de vidare föreslår verkar sannolikt leda till nya elektroder som inte bara är praktiska, men har hög massbelastning.

© 2017 Phys.org