2008年8月21日
甚至泛滥的太阳能、风能和潮汐发电和混合动力电动汽车的快速崛起的要求灵活和可靠的高容量电存储方法。
现在的团队宾夕法尼亚州立大学亚博网站下载材料科学家正在开发铁电聚合物电容可以供电更迅速,比传统电池更轻。
“电能存储所有电气和电子系统非常重要,”王庆说,材料科学和工程学副教授。亚博网站下载亚博老虎机网登录“即使可再生能源系统,如太阳能电池需要地方来储存多余的能量用于晚上。”
小王和他的研究小组报告今天(8月20日)在第236届国家在两篇论文在费城的美国化学学会会议上,功率密度可调聚合物和聚合物的发展陶瓷纳米复合材料作为电容的电存储材料。亚博网站下载目前,功率调节是由电容器,但王认为,最终经过适当地调整聚合物电容可以取代电池。
“传统的材料是陶瓷材料具有亚博网站下载高体重和非常脆弱,”王说。“移动电子产品需要重量轻电能存储。”
研究人员,包括王迎迎,博士后,和杰森·克劳德,军军,研究生在材料科学与工程,开发出一种聚合物的聚(偏二氟乙烯)和trifluoroethylene,外加chlorotrifluoroethylene在室温下有一个非常高的介电常数。亚博网站下载亚博老虎机网登录介电常数是多少的测量电荷存储在一个给定电场和材料的指标是有效的材料将在电容器储存能量。他们发现通过改变聚合物的各种化学成分的含量,他们可以调整介电特性和能量密度。
混合动力汽车是一个很好的铁电聚合物电容,因为他们的目标转换机械能时生成,例如下坡滑行,将它转化为电能,充电电池使用在其他时间。传统电池往往是沉重的,可能无法提供所需的电源数量快速加速。
王、李、报告进一步修改的铁电聚合物通过添加nanoparticulate陶瓷进一步提高能量密度。因为陶瓷通常比聚合物有较高的介电系数,他们相信结合聚合物具有高击穿强度和高介电常数的陶瓷复合材料会产生一个大型储能能力。击穿强度是衡量一个绝缘材料可以承受的最大电场之前开始导电。击穿强度越高,电容器的材料越好。
不幸的是混合纳米粒子与聚合物陶瓷不是一个简单的操作。yabo214陶瓷颗粒往往丛和聚合。yabo214如果两种材料不匹配的电亚博网站下载性质,他们的接口将在高电场击穿和复合储存能量的能力将下降,而不是增加。小王和他的团队调整介质粒子通过添加功能化聚合物矩阵组织材料匹配。亚博网站下载yabo214他们也试图控制混合,均匀分散粒子扩散到整个矩阵。yabo214
“匹配电容率和均匀分散陶瓷纳米颗粒并不容易,”王说。yabo214“这两个问题必须解决,同时解决了材料所需的特征。”
王介电聚合物的创建不仅被用作电容器,但也可以替代目前使用的介质二氧化硅层在电脑。因为聚合物是在室温下加工,他们很容易伪造,他们是非常灵活的。它们的使用将为灵活的电子产品应用程序,如可折叠屏幕和电脑。
的更多信息聚合物,点击在这里。