Смартфоните, таблетите и други електронни устройства работят на акумулаторни батерии, но след няколко хиляди цикъла на използване батериите започват да губят способността си да задържат заряд. Повечето съвременни батерии са литиеви, но с течение на времето литийът в батерията ще корозира.
Вместо литий, изследователи от Калифорнийския университет, Ървайн използваха златни нанопроводи за съхранение на електрически заряд и системата, която те разработиха, беше по-добра от традиционните литиеви батерии. Издържа 200 000 цикъла на презареждане без значително влошаване на свойствата и признаци на корозия.
Те обаче все още не разбират напълно защо се случва това. Първоначалната идея на експеримента беше да се направи твърда електролитна батерия, в която вместо течен електролит се използва електролитна паста. Течните батерии, като литиевите, са силно запалими и чувствителни към температура. Изследователите експериментирали с помощта на плътни, проводими пасти.
„Започнахме цикъл на презареждане на устройството и след това осъзнахме, че няма да„ умре “, каза ръководителят на изследването Реджиналд Пенър. "Но засега не разбираме механизма на това."
Според новата технология за създаване на батерии се използва златен нанопровод, размерът не е по-дебел от бактерия, покрит с манганов оксид и защитен от слой електролитна паста. Пастата взаимодейства с оксидното покритие, за да предотврати корозия. Колкото по-дълга е наножицата, толкова по-голяма е повърхността и толкова повече заряд може да побере. Други изследователи експериментират с наножици дълго време, но за разлика от тях учените от университета в Ървайн първо предлагат да се използва защитна паста.
„Пастата е много повече от това просто да държи жиците заедно. Изглежда, че прави металния оксид по-мек и по-устойчив на напукване”, каза Пенър.
Тази технология обещава да увеличи живота на батерията в потребителската електроника с 400 пъти, но засега тестовата платформа не е истинска батерия. Батериите имат анод, през който електрическият ток влиза в системата и катод, през който излиза. Вместо това учените завързаха два катода, които се заменят един друг при зареждане. Непрекъснатият цикъл на смяна на катодите прави идеалната система за тестване на множество презареждания.
Пенър казва, че това е като непрекъснат процес на преливане на вода от една чаша в друга и обратно. След няколкостотин цикъла на наливане, част от водата обикновено се излива, намалявайки „зареждането“. Но системата на Пенър, когато налива вода между "чашките" 200 хиляди пъти, губи само около 5 процента.
Промоционално видео:
Въпреки използването на незначителни количества злато в този експеримент, това може да оскъпи производството на такива батерии. Пенър предполага, че вместо злато може да се използва по-често срещан метал като никел.
Сергей Лукавски