Ученые создали новый способ хранения энергии на сверхтонких нанопленках

Ученые из Еврейского университета Иерусалима и Гельмгольц-центра в Берлине исследовали двумерные материалы на наноуровне и показали, как их эффективно использовать для хранения энергии.

Ученым удалось совершить важный шаг в изучении MXenes – класса двумерных материалов, обладающих большим потенциалом для систем хранения энергии.

MXenes представляют собой пачку ультратонких материалов, состоящих из нескольких атомных слоев. Уникальность MXenes заключается в их способности накапливать энергию между слоями: ионы проникают между слоями и взаимодействуют с группами атомов на тонких пленках. Расстояние между слоями можно точно адаптировать под размер ионов – это может быть литий, натрий, калий или цинк. Система хранения на основе MXenes сочетает высокую емкость батарей с быстродействием конденсаторов.

До сих пор MXenes исследовали как пачки двумерных материалов, но в новой работе ученые сумели измерить свойства отдельных пленок. Результаты опубликованы в журнале ACS Nano.

Новый метод действует как своеобразная "оптическая дактилоскопия", он позволяет определить оптические, структурные и электронные свойства отдельных пленок без их повреждения. Ученые показали, что с уменьшением толщины пленки ее электрическое сопротивление увеличивается. Это понимание критически важно для оптимизации устройств хранения энергии и гибкой электроники.

Метод исследования отдельных пленок открывает новые возможности для анализа MXenes в различных условиях. Это ускорит разработку ультрабыстрых батарей, систем опреснения и очистки воды и гибких электронных устройств.