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據(jù)外媒報道，美國休斯頓大學（University of Houston）和德州農(nóng)工大學（Texas A&M University）的研究團隊，聯(lián)合開發(fā)一種新型材料和創(chuàng)新儲能建模方法。他們演示了新型結(jié)構(gòu)的超級電容器電極，由還原氧化石墨烯和芳綸納米纖維制成，這項突破性進展或?qū)磉m用于能源技術(shù)的輕質(zhì)材料。

隨著移動電子設(shè)備不斷普及，以及電動汽車和無人機等技術(shù)大量使用，社會對能夠提供足夠運行動力的輕質(zhì)材料產(chǎn)生了巨大的需求。這種新型電極已被證明比標準的碳基電極更堅固，用途更廣。

材料行為和性能的關(guān)鍵在于孔隙度、彎曲度和有效擴散率等特性。研究人員還發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)多孔介質(zhì)模型相比，利用材料納米結(jié)構(gòu)建模，可以提高對復(fù)合電極中離子擴散等性能研究的準確性。

提高建模方法的精確性，有助于發(fā)現(xiàn)更有效的新型納米結(jié)構(gòu)材料，為電池提供更長的壽命和更高的能量密度，同時也更輕。研究人員Haleh Ardebili表示：“我們認為，與多孔介質(zhì)模型相比，這些基于材料納米結(jié)構(gòu)的模型，更加全面、詳細、豐富和準確。”

還原氧化石墨烯和芳綸納米纖維材料，具有良好的電化學和機械性能。超級電容器電極通常由多孔碳基材料制成，可以提供高效的電極性能。雖然還原氧化石墨烯主要由碳組成，但芳綸納米纖維提供了機械強度，提高了電極的多功能性，使其應(yīng)用范圍更加廣泛。

傳統(tǒng)多孔介質(zhì)模型雖然方便，但是不能提供足夠的精度，以設(shè)計新型納米結(jié)構(gòu)材料，以及評估這些電極材料和其他儲能設(shè)備。多孔介質(zhì)模型傾向于假定材料內(nèi)部孔隙大小一致，而不是測量不同尺寸的材料及其幾何特性。該團隊發(fā)現(xiàn)，基于材料納米結(jié)構(gòu)的模型，有助于更準確地理解復(fù)合電極中的離子擴散和其他性質(zhì)。


 原標題：研究人員研發(fā)新材料和新儲能建模方法 應(yīng)用范圍更廣