簡單的自充電電池為設(shè)備提供電源解決方案
新型電池在同一電池單元中結(jié)合了負電容和負電阻,使電池單元能夠自充電而不會損失能量,這對于長期存儲和改善電池輸出功率具有重要意義。
這些電池可用于極低頻通信以及閃爍的燈光,電子蜂鳴器,壓控振蕩器,逆變器,開關(guān)電源,數(shù)字轉(zhuǎn)換器和函數(shù)發(fā)生器等設(shè)備,并最終用于與現(xiàn)代計算機相關(guān)的技術(shù)。
在《應(yīng)用物理評論》中,葡萄牙波爾圖大學和德克薩斯大學奧斯汀分校的海倫娜·布拉加及其同事報告說,他們制造的電池非常簡單,其中包含兩種不同的金屬,即電極和鋰或鈉玻璃電解質(zhì)。
布拉加說:“我們開發(fā)的玻璃電解質(zhì)富含鋰,因此我認為我們可以制造一種電池,該電解質(zhì)可以在充電和放電時向兩個電極提供鋰離子,而無需鋰金屬。”
這項工作意義重大,因為它統(tǒng)一了所有固態(tài)設(shè)備(如電池,電容器,光伏電池和晶體管)背后的理論,在這些固態(tài)設(shè)備中,電接觸的不同材料表現(xiàn)出組合材料的特性,而不是各個材料的特性。
布拉加說:“當一種材料是絕緣體或電介質(zhì)(例如電解質(zhì))時,它將局部改變其成分以形成電容器,該電容器可以存儲能量并對準器件內(nèi)的費米能級。”
在電池中,電極之間的開路電勢差是由于需要對齊費米能級的電氣需求而引起的,費米能級是對固體中保持最不緊密的電子的能量的一種度量,這也負責電極的極性。在化學反應(yīng)后來通過存儲在電容器此電勢的能量被饋送。
布拉加說:“我們的電化學電池在原理上比電池簡單,它們都是關(guān)于自組織的,這是生命的實質(zhì)。”
為了為更可持續(xù)的世界做出貢獻,可以通過不允許費米能級飛躍或配置負阻力來阻止或緩解自騎自行車。
“這可以通過具有負獲得電極的相同的材料的正離子的電解質(zhì),”布拉加說。“它產(chǎn)生了一種無需自動循環(huán)即可自動充電的裝置,從而增加了存儲在其中的能量,這與電化學過程的自然降解相反,電化學過程的自然降解使所存儲的能量因散熱而降低。后者在所有領(lǐng)域都有應(yīng)用電池和電容器之類的儲能設(shè)備,可以大大提高其自治性。”
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