Акумуляторна батарея яка може змінити світ

0
78
UCI chemist Reginald Penner and doctoral student Mya Le Thai, shown, have developed a nanowire-based battery technology that allows lithium ion batteries to be recharged hundreds of thousands of times. Steve Zylius/UCI

Поступова втрата ємності акумулятором є однією з нагальних проблем галузі. Сучасні літій-іонні акумулятори, як обіцяють їх розробники, можуть витримувати приблизно 500-1000 циклів перезарядки. Але відкриття дослідників Каліфорнійського університету в Ірвайні може допомогти збільшити життєвий цикл батарей в десятки і сотні разів.

Як стверджується у відповідній науковій публікації «100k Cycles and Beyond: Extraordinary Cycle Stability for MnO2 Nanowires Imparted by a Gel Electrolyte», вченим вдалося домогтися істотного збільшення часу життя акумулятора завдяки заміні рідкого електроліту гелевим електролітом на основі поліметилметакрилату (PMMA) в батареї з золотими нанонитками . Самі нанонити покриті шаром двоокису марганцю. Для нанониток з товщиною покриття двоокису марганцю 300 і 222 нм життєвий цикл склав більше 100 тисяч циклів зарядки-розрядки, а рекордне значення 200 тис. Досягнуто при використанні нанониток з оболонкою товщиною 143 нм.

Спочатку це був експеримент з використанням нанотехнологій в акумуляторах. Але в ході досліджень винахідники несподівано виявили, що ємність акумуляторів практично не знижується після великої кількості перезаряджень.

Поки що вчені самі не можуть пояснити це явище. Вихід за струмом після 100 тис. Циклів зарядки-розрядки залишається на рівні 96%. Для нанониток з оболонкою товщиною 143 нм після 30-40 тисяч циклів вихід за струмом становить понад 98%. У попередніх експериментах з використанням рідкого електроліту життєвий цикл досягав 2-8 тисяч циклів зарядки-розрядки.
У науковій публікації наводяться подробиці виготовлення гелевого електроліту. Для цього винахідники додали 1,6 грама поліметилметакрилату до п’яти мілілітрів окису хлору і літію в сухий полікарбонат. Суміш була розчинена за допомогою нагрівання до 115 градусів Цельсія. У ексикаторі (спеціальна посудина для висушування) маса була охолоджена до кімнатної температури, після чого вона перетворилася в гелеподібний стан.
img_22930_page_28670
Відзначимо, про серійне виробництво нових акумуляторів мова поки не йде. Справа не тільки у високій вартості (використання золота для нанопроводников, а також висока складність вироби) — технологічно процес виробництва ще не опрацьований.
Розробники акумуляторів безперервно працюють над створенням більш досконалих джерел живлення, так як сучасні батареї в більшості випадків не можуть повністю задовольнити споживача. Так, компанія Sony пообіцяла випустити містку батарею з твердим електролітом, але вона характеризується життєвим циклом всього 2 тис. циклів заряду-розряду. У Стенфордському університеті запропонували акумулятор з кремнієвими анодами ємністю в 10 разів вище типових рішень. Але особливої «довговічністю» він навряд чи буде відрізнятися

Поділись

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here





Магазин: