Аккумуляторы на сегодняшний день являются безальтернативным источником энергии для электромобилей. Поскольку популярность такого вида транспорта очень быстро растет, ученые пытаются создать новые типа таких акб. Главная их задача – повысить емкость батареи, чтобы на одном заряде можно было проехать больше километров. Также они работают над повышением скорости зарядки и надежности батареи.
Не так давно издание Energy Letters опубликовало статью о сенсационном изобретении ученых Калифорнийского университета, которые подошли вплотную к разработке вечной батареи. Детальная информация помещена в пресс-релизе научного центра, его следует смотреть тут. В основе аккумулятора используется нанопроволока, позволяющая перезаряжать изделие сотни тысяч раз без потери его эксплуатационных характеристик.
Ученые давно работали над разработкой технологии использования нанопроволоки в аккумуляторных батареях. Данный материал в тысячи раз более тонкий, чем волос человека. Он имеет повышенную проводимость, значительную площадь, позволяющую сохранять и передавать электроды. Недостаток этих нитей заключается в их хрупкости. В результате постоянной перезарядки они подвержены растягиванию, разрывам. За счет этого такие автомобильные аккумуляторы способны выдерживать 5000-7000 циклов заряда/разряда.
Золотая нанопроволока была покрыта оболочкой из диоксида марганца. Затем ее поместили в гелевый электролит. Таким образом, разработчики USI в результате многочисленных экспериментов смогли создать сверхпрочную конструкцию, напоминающую оргстекло, прекрасно сохраняющую электрический заряд. Специальное защитное оксидное покрытие предотвращает коррозию проволоки.
Исследования в этом направлении проводились учеными и в других научных центрах. Инновация калифорнийских разработчиков заключается в том, что они первые использовали защитную пасту. Мистер Пеннер, один из руководителей проекта, объясняет действие данного метода тем, что оксид металла становится более мягким. В дальнейшем, по его мнению, дорогостоящее золото можно будет заменить на более распространенный, никель. Это сразу же уменьшит себестоимость изделия, позволит наладить его массовый выпуск. Созданная система во многом превосходит классические литиевые батареи, эффективность которых со временем снижается, они также подвергаются коррозия.
Группа ученых во главе с Мии Ле Тай проводили неоднократные эксперименты, в ходе которых 200 000 раз перезаряжали батарею на протяжении 3-х месяцев. Деформаций нанопроволоки, потери емкости не было обнаружено. Ученые данный феномен объясняют уникальной пластичностью, гибкостью материала, позволяющего избежать трещин.
Открытие обладает огромным потенциалом в увеличении срока службы аккумуляторов. Пока это еще тестовая платформа. Разработчики пошли по пути соединения 2-х катодов, сменяющих друг друга при зарядке. Таким образом, непрерывная цикличность смены катодов позволила создать идеальную систему, когда можно тестировать многочисленные перезарядки.