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给笔记本电脑充电1分钟,给电动汽车充电10分钟? 超级电容器 can help; new research offers clues

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修改了基尔霍夫定律以及十字路口的规则是如何改变的.

Modified Kirchhoff's law; how the rules have been changed at the intersections.

Ankur古普塔

                 Ankur古普塔 

想象一下,如果你没电的笔记本电脑或手机可以在一分钟内充满电,或者一辆电动汽车可以在10分钟内充满电.

虽然现在还不可能, 博彩平台推荐的一组科学家的新研究可能会带来这样的进步. 

今天发表于 美国国家科学院院刊,研究人员 Ankur古普塔他的实验室发现了微小的带电粒子, 被称为离子, 在一个由微小毛孔组成的复杂网络中移动. 这一突破可能会导致更高效的能量存储设备的发展, 比如超级电容器, 古普塔说, 助理教授 化学与生物工程

“考虑到能源在地球未来的关键作用, 我受到启发,将我的化学工程知识应用于推进能源存储设备,古普塔说. “我觉得这个话题还没有被充分挖掘,因此,这是一个绝佳的机会.”

古普塔解释说,一些化学工程技术被用于研究多孔材料(如油藏和水过滤)的流动, 但它们在一些储能系统中尚未得到充分利用.

这一发现不仅对汽车和电子设备的能量储存意义重大,而且对电网也意义重大, 波动的能源需求需要有效的储存,以避免低需求期间的浪费,并确保高需求期间的快速供应.  

超级电容器, 依靠离子在毛孔中积累的能量储存装置, 与电池相比,充电时间快,寿命长. 

“超级电容器的主要吸引力在于它们的速度,”古普塔说. “那么博彩平台推荐怎样才能让它们更快地充电和释放能量呢? 通过更有效的离子运动.”

他们的发现修正了基尔霍夫定律, 自1845年以来,是什么控制着电路中的电流,并且是高中学生科学课上的主要内容. 与电子, 离子由于电场和扩散而移动, 研究人员确定它们在孔隙交叉处的运动与基尔霍夫定律所描述的不同.

在这项研究之前,文献中只描述了离子在一个直孔中的运动. 通过这项研究, 离子在由数千个相互连接的孔隙组成的复杂网络中的运动可以在几分钟内模拟和预测.

“这是工作的飞跃,”古普塔说. “博彩平台推荐找到了缺失的一环.”

本研究获得国家科学基金CAREER Award # 2238412资助.