Напредъкът на възобновяемата енергия и електрическите превозни средства стимулира учените да търсят различни начини за решаване на проблема с ефективното съхранение на енергия, което е ключът към по-широкото прилагане на зелените енергийни технологии.

Повечето изследвания се фокусират върху батериите - как да направят литиево-йонните батерии по-безопасни и по-ефективни или как други, по-евтини елементи, могат да се използват в батерии.

Повечето предишни изследвания се фокусират върху съхранението чрез химикали и електрохимичните реакции в батериите.

Сега изследователи от Австралийския технологичен университет в Куинсланд (QUT) предлагат дизайн, основан на механичните свойства на наноструктурите на диамантите, които потенциално биха могли да бъдат използвани в устройства за механично съхранение на енергия, включително батерии, биомедицински сензорни системи и други, които да бъдат прилагани в роботиката и електроника.

Русия е напът да се превърне в най-големия производител на цветни диаманти в света

Русия е напът да се превърне в най-големия производител на цветни диаманти в света

След затварянето на мината Argyle в Австралия

Наноструктурите на диамантите имат механичния потенциал да съхраняват и освобождават енергия, когато се опъват или усукват. Тези снопове с диамантени нанонишки се състоят от едномерни въглеродни нишки.

"Подобно на компресирана намотка или детска играчка за навиване, енергията може да бъде освободена, когато усуканият сноп се разплита", коментира д-р Хайфей Джан от QUT.

Джан и неговите колеги са открили, че диамантените снопове имат висока енергийна плътност, която се определя на база колко енергия съдържа една система в сравнение с нейната маса. Екипът сега продължава успешно да моделира възможностите за механично съхранение и освобождаване на енергия.

Моделът е само първа стъпка в изследването на екипа за потенциала на механичното съхранение на енергия в сравнение с електрохимичното такова. Сега учените планират да проектират експериментална механична енергийна наносистема като доказателство за концепцията. Очаква се те да постигнах успех в начинанието си, но това ще отнеме поне две-три години.

Въпреки факта, че изследванията на диамантените нанонишки са в много ранен стадий, първоначалните експерименти показват обещаващи резултати. В сравнение с литиево-йонните батерии, диамантеният сноп има до три пъти по-голяма енергийна плътност, обясняват учените.

Високата енергийна плътност и ниското тегло на използваните материали биха могли да бъдат основен пробив при решаването на въпроса как да се опакова висок енергиен потенциал в лека система за съхраняване.

Поради ниското си тегло, диамантените нанонишки могат да намерят приложение и в аерокосмическата електроника. Поради механичния, а не електрохимичния характер на потенциала си за съхранение на енергия, диаментените снопове могат да бъдат използвани за имплантирани биомедицински сензорни системи, които наблюдават сърдечните и мозъчните функции на хората. А за батериите механичният характер за съхранение би бил по-безопасен от електрохимичните реакции в литиево-йонните батерии.

Продажбите на диаманти секнаха

Продажбите на диаманти секнаха

Главният директор на руската Alrosa продаде половината си дял, за да помогне на република Саха

"За разлика от химическото съхранение, като например литиево-йонните батерии, които използват електрохимични реакции за съхранение и освобождаване на енергия, самата механична енергийна система би носила много по-малък риск", казва д-р Джан.

Докато литиево-йонните батерии в момента са най-популярното и широко използвано решение за съхранение на енергия, бъдещето може да се крие в наноструктурите, използващи именно механични, а не химически енергийни сили.

Според Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) на Министерството на енергетиката на САЩ постоянно намаляващите разходи за наличните възобновяеми технологии предизвикват голям интерес към съхраняването на енергия и различните решения за подобряване на системите за това.