Группа в Корнелльском университете создала новую нано-батарею, которая может заряжать свои электронные устройства за считанные секунды. Стандартная батарея была переработана группой. Вместо того, чтобы иметь анод и катод на каждой стороне непроводящего сепаратора, они сплели компоненты в самосборную трехмерную гироскопическую структуру. Это привело к созданию тысяч наноразмерных пор, заполненных элементами, необходимыми для накопления и доставки энергии.
«Это действительно революционная архитектура батарей», – сказал Ульрих Виснер, профессор техники в школе. «Эта трехмерная архитектура в основном устраняет все потери мертвого объема на вашем устройстве. Что еще более важно, уменьшение размеров этих взаимопроникающих доменов вплоть до наноразмеров, как мы сделали, дает вам на порядок более высокую плотность мощности. «Другими словами, вы можете получить доступ к источнику питания в гораздо более короткие сроки, чем это обычно делается с обычными архитектурами батарей»
(Источник: Daily Mail)Батарея была уменьшена до наноразмера, поэтому «когда вы вставите кабель в вилку, через несколько секунд, может быть, даже быстрее, батарея будет заряжаться». В углеродных пленках, составляющих анод, имеются тысячи пор шириной всего 40 нм.
Эти углеродные пленки покрыты сепаратором толщиной 10 нм, который является изолятором, а также ионным проводником. Это приводит к получению слоя без отверстий. Это крайне важно, поскольку такие дефекты, как отверстия в сепараторе, могут привести к пожару в мобильных телефонах и ноутбуках.
Катод сделан из серы, которая не полностью заполняет оставшиеся поры. Сера может принимать электроны, но не проводит электричество. Последний шаг – заполнить поры электронно-проводящим полимером. Это имеет много проблем, и их нелегко достичь.
Во время разрядки и зарядки аккумулятора происходят изменения объема, и коллектор заряда полимера постепенно ухудшается, поскольку он не сталкивается с таким же объемным расширением, как сера. «Когда сера разрастается, – сказал Виснер, – у вас есть эти маленькие кусочки полимера, которые разрываются на части, а затем не воссоединяются, когда снова сжимаются. Это означает, что есть части 3-D батареи, к которым у вас нет доступа ».
В настоящее время команда работает над доработкой дизайна.
