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革新的なシリコンスーパーキャパシタ

19.11.2013

ヴァンダービルト大学 (米国) の材料科学者が Cary Pint 助教授の指導の下で作成した革新的なスーパーキャパシタ設計により、太陽が輝いているときだけでなく、XNUMX 時間発電できる太陽電池を作成できます。

これは、完全にシリコンで作られた最初のスーパーキャパシタであり、それが電力を供給する超小型電子回路であると主張されています。また、内蔵の携帯電話バッテリーで使用でき、数秒で充電でき、次の充電まで数週間持続します。

科学者たちは、今日の太陽電池、センサー、携帯電話、その他多くの電気機械デバイスに見られる余剰シリコンからバッテリーを構築し、これらのデバイスのコストを削減できると考えています。

「シリコンからスーパーキャパシタを作るように人々に頼んだら、彼らはそれはばかげたアイデアだと言うだろう.やり方。」

スーパーキャパシタは、電池のように化学反応でエネルギーを蓄えるのではなく、多孔質材料の表面にイオンを集めてエネルギーを蓄えます。その結果、数時間ではなく数分で充電および放電でき、バッテリの数千サイクルではなく数百万サイクル持続します。

これらの特性により、活性炭で作られたスーパーキャパシタは、バスや電気自動車の回生ブレーキシステムによって生成されたエネルギーを蓄えたり、風況の変化に応じて巨大な風力タービンのブレードを調整するために必要なサージ電流を供給したりするなど、いくつかのニッチ市場を獲得することができました。スーパーキャパシタは、比容量の点でまだリチウムイオン電池に遅れをとっているため、ほとんどの消費者向けデバイスに電力を供給するにはまだ大きすぎます. しかし、彼らは急速に発展しています。

「あらゆるレベルの制御を備えたナノスケールのビルディングブロックから高性能機能デバイスを構築することは、非常に困難であることが判明しました。一度それが行われると、それを繰り返すことは困難であることが判明しました」と助教授の Cary Pint は説明しました。

「得られたデバイスの優れた性能にもかかわらず、私たちの目標は、記録的なパラメーターを持つデバイスを作成することではありませんでした。目標は、統合されたエネルギー貯蔵を作成する方法を開発することでした。シリコンは、使用するのに理想的な材料です。それは多くの現代の技術とデバイスの基礎となっています.さらに、既存のデバイスのシリコンのほとんどは、薄いシリコン基板を製造するのは非常に高価で採算が取れないという事実のために、未使用のままです。」

Pint のグループは現在、このアプローチを使用して、余分な材料やフォトセルやセンサーの背面に形成できるエネルギー貯蔵を作成しています。スーパーキャパシタは、日中に太陽電池で生成された余剰電力を蓄え、夕方のピーク時に放出することができます。

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ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

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スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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ヒト遺伝子を移植した酵母 28.09.2022

オランダの生物工学者は、筋肉の代謝を担うヒト遺伝子を酵母に移植しました。このようにして、細胞プロセスを研究することが可能になり、その理解は癌の治療法を探すのに役立ちます.

酵母の DNA はこれまでも改変されてきましたが、科学者がヒトゲノムのこれほど大きく重要な部分を含めることができたのはこれが初めてです。

ヒト化酵母は、ヒトの細胞や組織よりも増殖が容易です。それらを研究することも簡単です-モデルはきれいであることがわかり、無関係な相互作用はありません。

遺伝子組み換え酵母を使用して、研究者は糖を分解してエネルギーを取り込み、筋肉細胞内に細胞ブロックを作成するプロセスを研究します。

「酵母は単純な単細胞生物であり、人間は非常に複雑なシステムであるため、これは奇妙に思えますが、どちらの場合も細胞は非常によく似た働きをします」と、筆頭著者の Pascal Daran-Lapouhade 氏は述べています。

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