澳大利亚提出钻石纳米线束设计 将为储能形式带来新革命

导读昆士兰科技大学的研究人员提出了一种钻石纳米线束的新设计，这可能为一种新的机械储能形式铺平道路。按计算，这项技术的能量是锂离子电池的三倍。

昆士兰科技大学（QUT）材料科学中心的科学家们在《自然通讯》上发表了一篇新的研究论文，提出使用金刚石纳米线束（DNT）来提供能量储能能力，这可能会给机械和生物医学工程带来一场革命。

DNT是一种碳纳米结构——一组超薄的一维碳线，当它们被扭曲或拉伸时可以储能能量。昆士兰科技大学的研究员詹海飞博士领导了这个研究小组，他把纳米结构比作一个压缩的线圈或儿童的发条玩具。他说，“当扭曲的线圈解开时，能量可以被释放出来。”

据微锂电小组分析，其诀窍在于控制产生的能量。如果这种能量可以被稳定下来，那么它就可以被用于一系列的应用，从生物医学监测系统到纳米机器人，以及机械能量储能。

詹教授说“与锂离子电池等使用电化学反应来储存和释放能量的化学储存不同，机械能系统本身的风险要低得多。”

机械能储存不会有在极端温度下发生故障的风险，也不会有化学污染的风险。纳米线的稳定性和安全性并不让人惊讶，因为它本质上是钻石——我们所知道的最坚硬的材料。

当然，钻石的结构意味着它是非常强大，坚硬，轻。有了这些特性的装备，DNT的潜力只会受到科幻作家想象力的限制。19世纪末首次提出的“星际到太空”运输系统的著名构想，被吹捧为DNT（禁止追踪）的一种可能应用，同时被吹捧为更实际的、更高效的电动汽车的构想。

在能量密度方面DNT的能量储能潜力是惊人的。按磅计算，DNT的能量密度——也就是说，它的质量能储存多少能量——为每公斤1．76 兆焦耳，是锂离子电池的三倍。

研究人员有了一个想法，但现在他们必须把它付诸行动。在未来的两到三年内，QUT团队计划构建控制系统，以测试纳米线的扭曲和拉伸。

据微锂电小组预测，纳米线束可以用于下一代输电线路、航空电子、场发射、电池、智能纺织品以及建筑材料等结构复合材料，为新的储能形式开辟道路。