Антиферроэлектрики — ключ к эффективной аккумуляции энергии солнца и ветра
Возобновляемые источники природной энергии, такие как солнечный свет, волны или ветер, имеют непостоянную природу, и получаемая из них электроэнергия подвержена частым флюктуациям. Батареи и суперконденсаторы, используемые для аккумулирования такого электричества, по своей природе не могут реагировать на ежесекундные пики и спады напряжения. Достаточно быстрой реакцией обладают электростатические конденсаторы, но их ёмкость слишком мала, чтобы такие устройства представляли практический интерес для этих приложений.
В новой работе исследователей из Арканзасского университета и Научно-технического института Люксембурга, были выполнены симуляции, показавшие, что антиферроэлектрические соединения на основе висмута могут обеспечить очень высокую плотность энергии (150 Дж/см3), что делает их перспективными материалами для высокоёмких электростатических конденсаторов.
Результаты, которые этот научный коллектив представил в свежем номере Nature Communications, указывают на возможность создания высокоэффективного экологически чистого устройства хранения энергии из возобновляемых источников.
Разработанная авторами модель объясняет связь между плотностью энергии и исследовавшимися ими изменяемыми параметрами: направлением электрического поля и концентрацией редкоземельных элементов. Учёные рассчитывают, что эта теоретическая модель послужат руководством и стимулом для разработки антиферроэлектрических конденсаторов с ещё более высокими показателями ёмкости.