Батареи Nanowire: следующий шаг в развитии батареи
Разработка идеальной батареи была долгим и трудным процессом. Могут ли нанопроволочные технологии заменить литий-ионные батареи в качестве отраслевого стандарта? //Www.allaboutcircuits.com/news/time-to-get-excited-about-these-new-developments-with-nanowires/ "target =" _ blank "> Вот.
Используя золотые нанопроволоки, батарея была создана исследователями UC Irvine, которые смогли достичь 200 000 циклов разряда с эффективностью хранения заряда 94-96%. Это беспрецедентно с литиево-ионными батареями, поскольку они обычно имеют только 500 циклов заряда.
Как они работают?
Так как нанопроволки настолько малы, большая площадь поверхности может быть достигнута в меньшем объеме. Это, в свою очередь, позволяет хранить больше заряда.
Однако у наносителей есть проблема с стабильностью цикла или пробой нанопроволок, поскольку они повторно заряжаются. Для борьбы с этим вопросом используются оксиды переходных металлов, и исследователи из UC Irvine в конечном итоге использовали оксид марганца в сочетании с электролитом поли (метилметакрилата) геля для достижения большого числа циклов разряда. Эта химическая комбинация позволяет использовать более устойчивые нанопроволки, поскольку они сопротивляются разрушению от повторной зарядки и разрядки. В то время как золотые нанопроволоки оказались лучшими в этом случае, они также испытали литиевые нанопроволки, что дало сравнительно меньшую стабильность.
Описана блок-схема золотой наволочной батареи. Изображение предоставлено UC Irvine (PDF)
Следует отметить, что эти испытания проводились без положительных и отрицательных «терминалов» (анод и катод), так как это никоим образом не приближается к фазе готового продукта. Созданная батарея почти не похожа на батарею, поскольку она состоит только из двух катодов, что более полезно при тестировании циклов заряда, поскольку они были связаны друг с другом. В то время как один катод заряжался, другой разряжался, и они шли туда и обратно в этом цикле разряда.
Если вы хотите больше узнать о конкретной работе, которую сделали исследователи, вот ссылка на их публикацию (PDF).
Увеличенное изображение нескольких нанопроволок и оксидов переходных металлов. Изображение предоставлено UC Irvine (PDF)
Как они могут быть полезными?
Сегодня литиево-ионные батареи являются повсеместными во всех видах мобильных технологий, но они имеют довольно плохую продолжительность жизни. Батареи сотового телефона продолжаются всего лишь год, прежде чем начать снижать емкость заряда. Потребители вынуждены приобретать внешние батареи в виде корпуса или большого кирпича, ожидая, пока их контракт истечет, чтобы получить новый новый телефон (при условии, что батарея недоступна). Ноутбуки печально известны тем, что они теряют время автономной работы по мере их старения, а замены аккумуляторов не из дешевых.
Батареи Nanowire могут исправить все это, так как они имеют чрезвычайно долгую жизнь. Вполне возможно, что нанопроволочные батареи могли бы обеспечить мобильную электронику также в плане их продолжительности жизни, поскольку такие батареи не нужно заменять, возможно, на десятилетия. Это, конечно, предварительный, но концепция не очень далека. В то время как суперконденсаторы являются фантастическими в скорости заряда, они, конечно же, не будут заменять традиционные батареи в ближайшее время из-за их небольшого количества запасенной энергии.
Аккумуляторы Nanowire скорее всего станут следующей технологией батареи, которая подметает рынок и находит свой путь в наших карманах и офисах. Как показали исследователи UC Irvine, золотые нанопроволочные батареи были бы довольно дорогими, но можно было бы заменить золото никелем и все еще иметь большое количество циклов заряда. Испытания еще не проводились на никелевых нанопроводах.