Інженери розробляють спосіб підвищення ефективності та теплостійкості пристроїв - ScienceDaily
Коли мова йде про підвищення ефективності зберігання електричного струму та міцності електричного пробою - здатності електричної системи працювати з вищою напругою та температурами з великою ефективністю - підвищення одного традиційно призводило до зменшення іншого. Дослідники штату Пенсільванія, очолювані Цимін Чжаном, видатним професором електротехніки, нещодавно розробили масштабований метод, який покладається на інженерні матеріали для підвищення обох властивостей.
Дослідники змінили діелектричний конденсатор - пристрій, який зберігає та регулює енергію і зазвичай використовується в електроніці та електричних системах. Використовуючи легуючі речовини - невеликі, сконструйовані матеріали, які також називають метаматеріалами - дослідники змінили діелектричний конденсатор, щоб збільшити ємність накопичувача, одночасно збільшивши ефективність електричного заряду, тобто конденсатор витримує більшу напругу при дуже малих втратах енергії при температурі вище 300 градусів за Фаренгейтом.
Хоча інші дослідники змогли зробити це для діелектричних конденсаторів, методи були надто дорогими, щоб масштабувати їх для використання з реальними продуктами. Чжан та інші дослідники штату Пенсільванія повідомили про свої результати в недавньому випуску Science Advances.
"Те, що ми зробили, це використання ефектів інтерфейсу в нанодопітантах для збільшення як ефективності зберігання, так і міцності електричного пробою при дуже невеликій кількості легуючих речовин і за низької вартості", - сказав Чжан. "Багато людей вважають, що їм потрібно заповнити конденсатор великою кількістю наповнювачів, щоб досягти більшої ефективності накопичення енергії, але ми показали, що ви можете досягти цього в зворотному напрямку, тобто використовуючи наповнювачі дуже низького обсягу з дуже недорогі матеріали, що також може призвести до більшої міцності на пробій. Це забезпечує низьку вартість і робить це дуже масштабованим ".