大突破?新型可彎曲超級電池:充電幾秒鐘,就可通話一星期!

這種可彎曲的超級電容器還可以反覆充電 30000 次以上,而完全不會降低電池的蓄電能力。
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本文來自合作媒體 騰訊科技 ,INSIDE 授權轉載

國外科學家發明瞭一種新型的超級電容器製作技術,通過這種技術製作出來的超級電容器可以隨意彎曲,而且蓄電能力要遠遠超過普通的電池,與此同時,該可彎曲的超級電容器還可以反覆充電 30000 次以上而完全不會降低電池的蓄電能力。

新型超級電容器的誕生

現在,每天晚上都要給手機充電,但是依舊很快就會耗光電量的時代即將宣告結束,那些每天為充電而煩惱的日子即將一去不復返。

因為科學家已經發明出了一種製作超級電容器的新方法,使用這種方法製作的超級電容器可以改變我們的生活,改變我們的充電方式,不論是在手機電池上還是在汽車電池上,都可以得到廣泛的應用。科學家還表示,利用這種方法製作的超級電容器僅僅需要充電幾秒鐘,就可以維持一周以上的電量。

這項新的超級電容器的製作方法來自於佛羅里達大學的奈米科學技術中心,一旦這項技術能夠普及,最終,將會對我們的生活帶來革命性的變化,因為我們所生活的世界處處都需要電池,不管是汽車還是手機還是可穿戴設備等等,電池的變革,將會改變我們的世界。

UCF 團隊的科學家們在誇贊他們所製作的可彎曲超級電容器能夠儲存更多電量的同時,還稱贊其可以反覆充電 30000 次以上而絲毫不會降低電池的性能,這對於整個電池行業來說都是聞所未聞的事情。

該團隊研究員 Nitin Choudhary 做了大量的相關研究,並且將自己的研究成果寫成文章,發表在學術期刊《ACS Nano》上,他公開表示說:「如果這種最新研制的可彎曲的超級電容器能夠取代之前的普通電池的話,我們以後就再也不會為手機蓄電能力不強,需要經常充電而感到煩惱,因為最新的超電容器只需要將手機充電幾秒鐘,就可以維持一周以上的電量。」

超級電容器的困境

在研究之初,科研團隊已經發現了鋰離子電池的最大的缺點就是蓄電性能不夠強,所以研究製作一個超級電容器,來提高普通電池的蓄電能力甚至是代替普通鋰離子電池是一件非常有必要的事情。

目前一些主要的研究方法就是利用一種新型的奈米材料,通過這種材料來提高、增強電子設備里的普通電池的電池性能。其中,一些研究團隊做了很多類似的研究,他們嘗試著使用石墨烯以及其他種類的材料來製作超級電容器,但是成功的案例卻少之又少。

究其原因,製作超級電容器最大的困難就是如何將這些材料與現有的普通電池材料進行融合,這對於科學家們來說是最頭疼的事情,所以,大家的研究都遇到了瓶頸,很難繼續進行。

新型超級電容器的原理

科學家們已經證明,二維材料的使用,能夠極大程度的提高儲能零件的性能,並且非常有希望能夠應用到電池體系中去。所以 UCF 團隊的科學家們已經嘗試運用最新發現的二維材料,來製作超級電容器,運用這種材料製作的超級電池的厚度只有幾個原子的大小。

被奈米科學技術中心和材料科學與工程中心聯合聘用的助理教授 Yeonwoong(Eric)Jung 教授表示:「我們研究團隊目前開發了一種簡單的化學合成方法,利用這種方法能完善將現有的材料和二維材料進行融合。」

Jung 團隊開發的這種超級電容器,主要是由數以百萬計的奈米線組成,並且在超級電容器的表面噴塗負載上了一層二維材料,製作出一種核殼型的超級電容器。這種超級電容器具有超高導電性能的核心,從而使得電池體系能夠快速的進行電子轉移,從而能實現快速充放電的效果。具有二維材料殼的超級電容器,能夠非常顯著的提高電池體系的能量,增加其功率密度。

Jung 說:「在我們實驗室開闢出這種新的製作方法之前,始終沒有人能夠實現二維材料的潛力,而我們實驗室,首次將二維材料與普通電池材料進行了融合。」

Choudhary 說:「對於小型電子設備而言,我們的製作出的材料在能量密度、功率密度和循環穩定性等方面的性能,在全世界範圍都處於領先地位,要遠遠強於那些傳統的電池材料。」

循環穩定性的數據可以反應出電池到底在充電多少次之後,電池性能開始下降。我們可以舉例來說明情況,普通的鋰離子電池基本上只能保證充電 1500 次之內電池性能不會有所下降。而目前研發的具有二維材料的超級電容器。可以充電幾千次,而不會出現電池性能下降的情況。UCF 團隊目前正在測試的這種新型的超級電容器,該電容器在測試過程中,表現出非常優異的性能,已經充電 30000 次了,卻並沒有出現電池能量下降的現象。

目前 Jung 正在與 UCF 團隊,正在針對這項最新的技術申請發明專利。

總而言之,超級電容器,使用了新的二維材料,可用於手機和其它電子設備,甚至是電動汽車,而這種電池體系的高速度和高爆發力會帶來不可估量的商業價值。與此同時,新型超級電容器的可彎曲性,更加增加了其應用的範圍,因為具備可彎曲特性的電池體系非常適合可穿戴設備的應用。

Jung 表示:「雖然目前這個超級電容器還沒有做好完全市場化的準備,但是這項技術的出現,證明瞭超級電容器無限的可能性,而且,我們的研究將會對未來其他的研究,產生非常巨大的影響。」


上雲猶如太空探險之旅,iKala Cloud AIOps Services協助企業輕鬆穿梭多雲環境

人類從上個世紀積極探索外太空,為了將太空人送上天際必須克服各式挑戰,而現代企業要從「地端」飛向「雲端」,困難程度有過之而無不及。iKala Cloud AIOps Services 提供多項關鍵服務,幫助 IT 團隊輕鬆悠遊多雲環境。
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探索外太空,曾經是國際間的科技競賽,近年 Tesla 創辦人馬斯克更準備把太空旅行當成商業服務,預計 2026 年要帶著人類登陸火星。完成一趟星際旅行,需仰賴嶄新的科技及跨科學精密計算,但你知道嗎?現代企業要從「地端」飛上「雲端」,其實挑戰程度不亞於飛向太空。

對企業資訊管理者來說,有限的 IT 資源無法應付繁重的維運項目,加上同時管理公私有雲架構更顯困難、資安管理複雜,例如需要人工執行過濾警示,各種大大小小挑戰不勝枚舉。換言之,企業想航行雲端,就像打造火箭需要龐大資源及人力。不過,現在有更輕鬆穿梭雲端的方式,就是使用雲端技術服務商 iKala 所提供的 AIOps Services(自動化雲端託管服務)

火箭升空前的全盤規劃:iKala AIOps 擬定系統架構規劃、教育訓練

完成一趟太空之旅,必須做足各種研究,例如精準計算飛行軌道、降落定位點、燃料耗用數、與地球通訊設定…等。

對沒有雲端架構經驗的企業來說,就如同當時的科學家,必須用土法煉鋼的方式檢查數據是否有誤。換言之,企業 IT 在升級之前,就需要有經驗的「雲端顧問」來釐清需求、協助規劃「升雲」之旅。而 iKala 就是企業的最佳雲端顧問,旗下 iKala Cloud AIOps Services 會搭配一位專責的技術客戶經理,協助企業提供即時的技術服務與專業建議。

究竟 IT 升級之前,iKala Cloud AIOps Services 有哪些服務?首先是「系統設計規劃」,涵蓋系統架構規劃書、系統上線/遷移計畫書,可因應客戶產業需求,提供對應的解決方案以及顧問服務。而越來越多企業會使用到 Google 的雲端資源,iKala 也有提供 Google 雲端平台訓練服務。

GCP 教育訓練課程多元,包含 GCP 基礎架構(網路設定規劃、權限控管、計算資源等)、大數據與機器學習(大數據分析 Pipeline、BigQuery、ML 模型訓練與應用)、軟體開發技術與流程(容器化、CI/CD、DevOps)等。因為 iKala 團隊取得 10 多項 Google 專業技術證照,才能在企業規劃雲端轉型的前期就一步到位,規劃出整體藍圖,提供更全面的解決方案建議。

火箭升空中的精密操作:iKala AIOps 輔助即時技術維運、資安管理

當火箭準備就緒、升空倒數之際便是決定這趟太空之旅能否成功的關鍵時刻。從太空人的行前訓練與身體檢查,到火箭的引擎測試完成,如果有靜電或一點火花都可能引發爆炸事故。光是在升空階段,太空總部就要有結構、熱控、姿態控制、資料處理、電能、遙傳指令、推進以及飛行軟體等龐大的系統工程師在旁待命。

換言之,企業 IT 移轉雲端過程就像火箭發射的當下,需要有專業、經驗足夠的工程師,才能即時協助企業順利上雲,甚至快速排除緊急的狀況。對此,iKala Cloud AIOps Services 提供兩大關鍵的幫助:技術維運、資訊安全管理。

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至於資訊安全管理方面,除了基本的 GCP 專案權限控管掃描、應用程式 OWASP(Open Web Application Security Project)前 10 大項目資安弱點掃描,同時也針對近年相當受重視的 DDoS 防護,iKala 可協助企業導入 GCP 平台的 DDOS 防禦機制。iKala 掌握多年軟體開發和雲端管理經驗,可分享給客戶 DevOps、AI 第一手實務的作法與經驗。

火箭升空後啟動自動導航:iKala AIOps 提供 AI 自動化監控、帳務管理

當火箭成功升空後,太空人為了執行下一階段任務,這時候火箭就需要轉換成自動駕駛模式,或在探索其他星球時,出動機器人來協助執行人力無法負荷的任務,讓太空人專心處理更關鍵的工作。換言之,上雲後的 IT 架構就像升空後的火箭,應該減少 IT 人員的負擔,甚至不需浪費例行時間,就能夠快速掌握整體資訊系統的運作狀況。

不過要讓 IT 架構像火箭具備自動駕駛功能,勢必需要相當高的技術門檻,而 iKala Cloud AIOps Services 正好有相對應的服務。如此一來,IT 人員的生產力就能投入在更具商業價值的研發專案,讓 IT 部門轉型成可創造產值的單位,而非單純的後勤支援角色。

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事實上,雲端託管服務(CMS)是目前最夯的新趨勢,根據市調公司 MarketsandMarkets Research 報告指出,全球雲端託管服務的市場規模,預計從 2020 年的 624 億美元,到 2025 年成長至 1,162 億美元,複合年增長率(CAGR)為 13.3%。代表未來有大量企業採用 CMS,以降低 IT 基礎設施的投資成本及風險,藉此提升企業營運的競爭力。

由此看來,企業的數位轉型,就像上個世紀的太空軍備競賽一樣。「時間就是決勝點」,越晚起步的公司與其他數位能力領先群的企業相比,差距只會越來越大。現在就攜手 iKala 嘗試 iKala Cloud AIOps Services,打造穩定的 IT 系統、邁向數據驅動的商業模式,讓企業在數位世代站穩腳步,輕鬆穿梭多雲之間。

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