研究人员研发新材料和新储能建模方法 应用范围更广

（图片来源：UH官网）

新能源汽车讯 据外媒报道，美国休斯顿大学（University of Houston）和德州农工大学（Texas A&M University）的研究团队，联合开发一种新型材料和创新储能建模方法。他们演示了新型结构的超级电容器电极，由还原氧化石墨烯和芳纶纳米纤维制成，这项突破性进展或将带来适用于能源技术的轻质材料。

随着移动电子设备不断普及，以及电动汽车和无人机等技术大量使用，社会对能够提供足够运行动力的轻质材料产生了巨大的需求。这种新型电极已被证明比标准的碳基电极更坚固，用途更广。

材料行为和性能的关键在于孔隙度、弯曲度和有效扩散率等特性。研究人员还发现，与传统的模拟技术多孔介质模型相比，利用材料纳米结构建模，可以提高对复合电极中离子扩散等性能研究的准确性。

提高建模方法的精确性，有助于发现更有效的新型纳米结构材料，为电池提供更长的寿命和更高的能量密度，同时也更轻。研究人员Haleh Ardebili表示：“我们认为，与多孔介质模型相比，这些基于材料纳米结构的模型，更加全面、详细、丰富和准确。”

还原氧化石墨烯和芳纶纳米纤维材料，具有良好的电化学和机械性能。超级电容器电极通常由多孔碳基材料制成，可以提供高效的电极性能。虽然还原氧化石墨烯主要由碳组成，但芳纶纳米纤维提供了机械强度，提高了电极的多功能性，使其应用范围更加广泛。

传统多孔介质模型虽然方便，但是不能提供足够的精度，以设计新型纳米结构材料，以及评估这些电极材料和其他储能设备。多孔介质模型倾向于假定材料内部孔隙大小一致，而不是测量不同尺寸的材料及其几何特性。该团队发现，基于材料纳米结构的模型，有助于更准确地理解复合电极中的离子扩散和其他性质。