蜂窝状固体是由很多小巢室挤在一起组成的材料,如挤在蜂窝里。此类小巢室的形状在很多程度上可以决定材料的机械性能,包括刚度或强度。例如,骨头里面填充了一种天然材料,使其能够很轻,但又很坚固。MIT采用剪纸技术研发轻质强固材料(图片来源: MIT)受骨骼以及自然界中其他蜂窝状固体材料的启发,人类也采...

许多工程材料含有两相或更多相,从而改善其特性和性能。这些两相材料的微观结构中通常会嵌入包裹体(称为析出物)。合金是两种或更多种金属的组合,适合多种应用,如汽车中使用的轻量化合金。受益于嵌入的析出物,合金具有很好的机械性能。然而,平均析出物的大小往往会随着时间的推移而增加(这一过程被称为...

通过电解质在两个电极之间移动带电离子,电池可以储存和释放能量。当使用电池时,每个电极表面会形成薄的分子层,称为固态电解质界面层(SEI).在锂离子电池和钠离子电池中,由于机械不稳定和形成反应性SEI,电极/电解质界面处的氧化还原过程的可逆性不足。稳定且富含无机物的SEI可以阻隔电子转移,只允许某...

随着全球的能源消费转向电气化程度更高的驱动系统、降低对化石燃料的依赖以及优先考虑气候修复,大家对高性能电池,特别是用于电动汽车的高性能电池的需求正在激增。据外媒报道,美国宾夕法尼亚州立大学(Penn State)的研究人员与合作伙伴研发了一种新型制造方法,可以制造出更高效、能量与功率水平保持不...

据外媒报道,研究人员开发出新的更耐用的燃料电池设计,可助力重型卡车和其他清洁燃料电池应用向零排放转型。这种创新电极由纳米线组成(比起其他设计更不易腐蚀),是聚合物电解质膜燃料电池的核心,或将开创燃料电池的新时代。(图片来源: 洛斯阿拉莫斯实验室)洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National...

目前,锂离子电池广泛应用于电动汽车等设备。据外媒报道,由香港城市大学(City University of Hong Kong)、美国西北大学(Northwestern University)和美国其他机构的研究人员组成的团队开发出新的阴极,可以解决现有阴极存在的固有问题,从而增加锂电池的容量。研究人员之一Qi Liu表示: "此次研究的重点是...

智能手机已经实现无线充电,前提是保持静止状态。无线充电在汽车上也能实现,但是如果需要保持不动的话,这与在充电站停留两小时充电几乎没区别。因此,研究者一直试图解决电动车边行驶边充电的问题。日前,斯坦福大学电气工程师Shanhui Fan与其实验室研究生Sid Assawaworrarit展示了一项无线充电新技术,...

锂金属电池具有高储存能量密度,被视为锂离子电池的替代选项,有望为电动汽车和太阳能存储等技术提供动力。然而,这种电池存在起火甚至爆炸风险,目前尚未得到广泛开发或应用。据外媒报道,加州大学洛杉矶分校(UCLA)纳米系统研究所(California NanoSystems Institute)的研究人员获得一项基本发现,有望实现...

工程师们不断寻找具有新颖、理想的性能组合的材料,例如使飞机和汽车更加节能的超强轻量化材料。(图片来源: 麻省理工学院)多孔超材料(Cellular metamaterials)是由以各种模式重复的单元构成的人造结构,有助于实现超强轻量化。然而,要了解采用哪种单元结构才能实现所需的性能非常具有挑战性。即使是由...

据外媒报道,密歇根大学(University of Michigan)研究表明,锂离子电池正极上的裂纹不是完全有害的,而是可能加快电池的充电速度。(图片来源: 密歇根大学)许多电动汽车制造商的观点与此不同,通常会尽量减少裂纹,以免缩短电池的使用寿命。密歇根大学材料科学与工程学助理教授Yiyang Li表示: "许多公司希...

透明电子设备可以在现实世界中拥有许多有价值的应用,例如可以创建新的光学设备、智能装备或可穿戴设备、隐形太阳能电池板和集成通信系统。据外媒报道,西安电子科技大学、东南大学和武汉理工大学的研究人员最近开发出了基于准一维表面等离子体激元(quasi-1D SPP)结构的新型、极具前景的透明元器件,可...

新研究表明,人类最普遍的两种历史材料,水泥和炭黑(类似于非常细的木炭),可能会成为新型低成本储能系统的基础。该技术可以在可再生能源供应出现波动的情况下保持能源网络稳定,从而促进太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的使用。据外媒报道,麻省理工学院(MIT)研究人员发现,这两种材料可以与水结合制成...

据外媒报道,阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员利用激光脉冲来调整MXene替代电极材料的结构,从而提高其能量容量和其他关键性能。研究人员希望这一策略有助于改进负极材料设计,以用于下一代电池。(图片来源: 阿卜杜拉国王科技大学)石墨中含有平坦的碳原子层,在电池充电期间,锂原子嵌入并储存在这...

据媒报道,佛罗里达农工大学和佛罗里达州立大学的联合工程学院(FAMU-FSU College of Engineering)的研究人员开发出新的电池保护设计,以提高电动汽车的安全性和性能。(图片来源: FAMU-FSU工程学院)该设计采用装满石蜡的导管。石蜡是一种相变材料(PCM),而PCM通常用于储存和散发热量,以有效防止电池过热...

锂金属电池被视为下一代电池解决方案之一,研究人员一直在尝试使用纳米工程技术以及可替代的固体或液体电解质来提高它们的性能。据外媒报道,斯坦福大学(Stanford University)的研究人员开发了一种新策略,为锂金属电池设计高熵电解质,可以大幅提高电池在高电流密度下的循环稳定性。研究人员表示: "通过...

据外媒报道,麻省理工学院(MIT)和斯坦福大学(Stanford University)的研究人员设计出新的机器学习方法,可用于在条件快速变化的动态环境中更有效地控制机器人,例如无人机或自动驾驶汽车。图片来源: arXiv这项技术可以帮助自动驾驶汽车学会补偿湿滑的路况以避免打滑,允许机器人自由飞行器(free-flyer)在...

锂金属电池采用锂金属基负极,可以为电动汽车和电子设备提供动力。但是,这样的电池大多使用碳酸盐基电解质,容易导致锂负极腐蚀,引起枝晶大量生长,使电池的循环寿命缩短。据外媒报道,清华大学等中国院校的研究人员设计了一种具有类醚分子几何形状的新型不对称锂盐LiFEA,可以提高锂金属电池的性能。这种...

目前,下一代长续航车辆和电动飞机开始进入市场,人们正在加紧寻找更安全、成本更低、更强大、性能优于锂离子电池的电池系统。据外媒报道,佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员使用铝箔制造能量密度更高、稳定性更高的电池。这种新电池系统可以延长电动汽车的单次充电续航,而且...

为了保护车辆乘员,人们急于设计出更好的头部保护装置。其中一项发明是纳米泡沫,即足球头盔的内部材料。据外媒报道,弗吉尼亚大学(University of Virginia)的研究人员大大改良了纳米泡沫。这种新设计将纳米泡沫与"非浸润电离液体"(non-wetting ionized liquid)结合在一起。该团队了解到,水以一种形式与...

7月7日,东京工业大学(Tokyo Institute Of Technology)的研究人员报告称,通过增加复合超离子晶体的复杂性,可以为毫米电池电极设计具有高锂离子电导率的固体电解质。这种新的设计规则使研究人员能够合成高熵活性材料,同时保持其超离子传导性。图片来源: 东京工业大学