В ходе лабораторных испытаний американские исследователи случайно создали прототип аккумуляторной батареи, выдерживающей в 400 раз больше циклов перезарядки по сравнению с современными литиево-ионными элементами питания.

200 тыс. циклов перезаряда

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне создали прототип аккумуляторной батареи, поддерживающей 200 тыс. циклов перезаряда. Это примерно в 400 раз больше по сравнению с современными литиево-ионными батареями. Открытие может привести к созданию аккумуляторов, которые никогда не нужно будет заменять, сообщает Popular Science.

Случайное открытие

По словам руководителя исследования Реджинальда Пеннера (Reginald Penner), открытие было сделано случайно. Цель исследователей заключалась в создании аккумуляторной батареи c гелеобразным электролитом вместо жидкого — более безопасного аналога современных литиево-ионных аккумуляторов, который не подвержен перегреву и не может взорваться.

В процессе создания такой батареи исследователи решили заменить литий нанопроволоками из золота в тысячу раз тоньше человеческого волоса, обладающими высокой проводимостью и большой площадью для хранения заряда.

Для того чтобы защитить нанопроволоки от разрушения, участники эксперимента покрыли их марганцевым ангидридом. «[Гель] не только заставил нанопроволоки держаться вместе. Он сделал оксид устойчивее к растрескиванию и повысит его прочность», — пояснил Пеннер.

Исследователи применили нанопроволоки из золота с покрытием из марганцового ангидрида (слева: разрушенная проволока без покрытия, справа - с покрытием)

После того как они это сделали, они начали заряжать и разряжать устройство, наблюдая за состоянием нанопроволок. Исследователи произвели 200 тыс. циклов перезарядки перед тем, как емкость системы снизилась на 5%.

«Мы поняли, что система просто продолжает работать и работать», — поделился Пеннер. Он добавил, что они пока не поняли причину такой выносливости.

Конструкция системы

Правда, в своем эксперименте исследователи использовали не точный прототип аккумуляторной батареи, которая имеет анод и катод. Вместо этого они построили систему, в которой два катоды были соединены друг с другом. Они попеременно заряжали друг друга. Это как переливать воду из одного стакана в другой и обратно, пояснил Пеннер.

Высокая стоимость

Исследователи планируют продолжить работу и понять, что именно обеспечило способность прототипа выдерживать столь большое количество перезарядов с небольшой потерей емкости.

По словам Пеннера, вследствие использования золота реальная батарея с такой конструкцией будет стоить неприемлемо дорого для выхода на потребительский рынок. Одной из первых задач, стоящих перед исследователями, станет изучение возможности замены золота на более дешевый металл.

 



Печать Источник Все публикации пользователя RFProject