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      研究人員提高電容器的存儲 效率和耐用性

      導讀 起搏器、除顫器、雷達技術和電動汽車都需要稱為電容器的電氣元件,這些元件可以在幾微秒內存儲和釋放大量能量。特文特大學的研究人員最近找...

      起搏器、除顫器、雷達技術和電動汽車都需要稱為電容器的電氣元件,這些元件可以在幾微秒內存儲和釋放大量能量。特文特大學的研究人員最近找到了一種提高這些電容器的存儲、效率和耐用性的方法。

      研究結果發表在《先進材料》雜志上。

      起搏器是確保某人的心臟按應有方式跳動的醫療設備。如果心律失常,起搏器會發出一股電流,使心臟恢復節律。起搏器會考慮用力因素,并在需要時提供更快的脈沖。例如,當你鍛煉時。對于這些電脈沖,起搏器需要一個電容器來快速充電和放電。這提供了足夠高的電荷來重置心臟。

      研究人員 Minh Duc Nguyen 和他的同事為這些電容器研究了一種新的設計策略,以改善它們的能量存儲,減少每次充電或放電時的能量損失,并增加它們可靠充電和放電的次數。 “它需要跟上你的心跳,因此它應該能夠充電和放電數十億次。否則,你將不得不每隔幾個月更換一次起搏器,”Nguyen 解釋道。

      Nguyen 和他的團隊正在研究一種使用不同材料的多層薄層的電容器。通過增加層數,他們能夠將效率提高到 90% 以上。這意味著充電時損失的電量不到 10%。與通常的設計相比,能量損失減少了兩倍。它的工作溫度范圍為25°C–200°C,充放電次數高達100億次。足以每秒做一次,持續300多年。

      研究人員推導出他們使用的材料組合的設計優化規則。他們在出版物中寫道:“這些規則預計也可用于優化其他多層系統,因此與進一步提高電容器的能量存儲密度非常相關。”這為更好的電容器鋪平了道路。

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