Naukowcy osiągnęli to poprzez zanurzenie nanocząstek baterii w roztworze grafitowym, który następnie skarbonizowano

Superbaterie ze „styropianu”

Baterie i akumulatory to podstawa dzisiejszego świata IT. I główne źródło narzekań, z uwagi na długi czas ładowania i niezadowalającą wydajność. Naukowcy jednak ciężko pracują, by to zmienić.

W laboratoriach badawczych Uniwersytetu w Illiniois pojawił się kolejny, sensowny pomysł na szybkie ładowanie baterii naszych smartfonów i komputerów. Będzie on skuteczny zarówno przy niklowych, jak i litowych bateriach. Badacze bowiem nie skupiają się na szybkości jonów, jak ich koledzy z konkurencji, a odległości, jaką muszą pokonać zanim dotrą do elektrody. I właśnie tą odległość chcą oni zredukować, co ma w znaczący sposób skrócić czas potrzebny do naładowania baterii. Aby osiągnąć swój cel, skupiają się na dokładności i precyzji w tworzeniu struktury katody.

Hasło „precyzja” brzmi groźnie, ale nie powinna odstraszyć producentów: metoda bowiem jak najbardziej może być zastosowana w masowej produkcji. Poprzez odpowiednie dobranie rozmiaru kulistych granulek polistyrenu, udało im się optymalnie dobrać odległości części elektrod. Po umieszczeniu granulek, nakładana na nie jest warstwa krzemionkowego opalu, blokując je przed przypadkowym przemieszczeniem się. Na nią z kolei powlekana jest galwanicznie warstwa niklu, która zostaje wytrawiona. Jej porowatość jest zwiększana przez elektropolerowanie do 94%.

Inżynierowie mają teraz niklową siatkę drucianą, składającą się głównie z pustej przestrzeni. Wypełniono nią substancję akumulatorową (NiMH lub potraktowany litem dwutlenek manganu), osiągając w ten sposób, zdaniem autorów, korzystne rozmieszczenie całości. Dlaczego? Ponieważ osiągnięto porowatą sieć elektrolityczną, która umożliwia szybki transfer jonów, niewielką odległość dyfuzyjną dla jonów by dotrzeć do elektrod a także elektrodę o wysokiej przewodności elektronowej. Powstaje w ten sposób bateria mająca wiele cech nadprzewodników, jeśli chodzi o prędkość ładowania.

Przekładając na język praktyczny: bateria NiMH o tej konstrukcji osiągnęła 75-procentowy stopień możliwego naładowania w 2,7 sekundy, 90 procent w 20 sekund. I udawało się utrzymać te wartości przez pierwsze 100 cykli. Nieco gorsze, ale równie imponujące wyniki osiągnęła wersja litowa. Bateria, która trafiłaby do masowej produkcji i starczała na dużo dłużej, mogłaby być naładowana do 90 procent w dwie minuty.

Technologia, póki co, nadaje się wyłącznie do małych baterii. Akumulatory napędzające samochody elektryczne muszą jeszcze poczekać…

0
Źródło: Ars Technica
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.