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編者按：詹海飛團(tuán)隊(duì)研究了假設(shè)的金剛石納米線束的能量密度。這些系統(tǒng)每公斤可以儲(chǔ)存1.76兆焦耳，比同樣質(zhì)量的鋼彈簧高4到5個(gè)數(shù)量級(jí)，是鋰離子電池的3倍。

據(jù)外媒報(bào)道，要以可持續(xù)的方式滿足不斷增長(zhǎng)的人口的能源需求，需要一些創(chuàng)造性的解決方案，而這些解決方案不一定局限于電池化學(xué)的限制。正如澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)的一項(xiàng)新研究表明的那樣，在機(jī)械系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的解決方案可能包括巨大的混凝土塔，或者在另一端，由超細(xì)碳線組成的細(xì)小的碳線束。

這項(xiàng)研究背后的研究人員將他們提出的儲(chǔ)能系統(tǒng)描述為金剛石納米線束，這是一種微小的結(jié)構(gòu)，由于其獨(dú)特的物理特性，材料科學(xué)家已經(jīng)探索了一段時(shí)間。這些線束由非常細(xì)的一維碳線組成，可以扭曲或拉伸，作為儲(chǔ)存機(jī)械能量的一種方式。

"類似于壓縮線圈或兒童的發(fā)條玩具，能量可以隨著扭曲的線束解開而釋放出來，"研究作者詹海飛(音譯)博士說。"如果你能做出一個(gè)系統(tǒng)來控制納米線束提供的能量，這將是一個(gè)更安全、更穩(wěn)定的儲(chǔ)能方案，適用于許多應(yīng)用。"


詹海飛和他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)建模，研究了假設(shè)的金剛石納米線束的能量密度。根據(jù)研究結(jié)果，這些系統(tǒng)每公斤可以儲(chǔ)存1.76兆焦耳，比同樣質(zhì)量的鋼彈簧高4到5個(gè)數(shù)量級(jí)，是鋰離子電池的3倍。

雖然這種優(yōu)越的能量密度是開發(fā)這樣一個(gè)系統(tǒng)的巨大動(dòng)力，但它的安全性是另一個(gè)動(dòng)力。因?yàn)樗簧婕颁囯x子電池中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，避免了泄漏、爆炸或簡(jiǎn)單的化學(xué)故障的風(fēng)險(xiǎn)。"在高溫下，化學(xué)儲(chǔ)存系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生爆炸，或者在低溫下也可能變得沒有反應(yīng)。"詹海飛說。"這些也會(huì)在故障時(shí)發(fā)生泄漏，造成化學(xué)品污染。機(jī)械式儲(chǔ)能系統(tǒng)沒有這些風(fēng)險(xiǎn)，所以使其更適合于人體內(nèi)部的潛在應(yīng)用。"


該團(tuán)隊(duì)想象著這樣一個(gè)系統(tǒng)的各種用途，從可穿戴技術(shù)，到用于心臟和大腦功能的生物醫(yī)學(xué)工具，再到機(jī)器人等。

詹海飛表示："這種納米線束可以用于下一代電力傳輸線、航天電子，以及場(chǎng)發(fā)射、電池、智能紡織品和建筑材料等結(jié)構(gòu)性復(fù)合材料等領(lǐng)域。"

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

原標(biāo)題：科學(xué)家研發(fā)金剛石納米線束儲(chǔ)能系統(tǒng) 可儲(chǔ)存的能量是鋰離子電池的3倍