Новые литий-ионные аккумуляторы сверхвысокой емкости

Новый литий-ионные аккумуляторы созданные учеными из Иллинойсского университета по емкости превышают существующие аналоги в 2 000 раз. Разработчики считают, что новая технология позволит совершить революцию в области накопления и хранения энергии.

Сегодня при создании аккумуляторов ученым приходится решать крайне противоречивые задачи. В рамках существующих технологий, можно создать либо систему обладающую повышенной емкостью, либо высокой мощностью.

Конденсаторы способны накапливать огромное количество энергии, но высвобождают ее они буквально за секунды. Топливные элементы также обладают гигантской потенциальной емкостью, но, к сожалению, они ограничены по выходной мощности.

При этом, на бытовые и промышленные аккумуляторы повышенной емкости существует огромный потенциальный спрос. Емкие источники используются не только в высокотехнологичных смартфонах и мобильных компьютерах, но и в различных инструментах, таких как дрели или гайковерты.

До сих пор, в подобных приложениях применялись исключительно литий-ионные аккумуляторы, и пользователям приходилось мириться с ограниченным временем автономной работы мобильных устройств.

Новые батареи, созданные учеными из Иллинойса, обладают даже более высокой плотностью мощности чем конденсаторы. При этом, их удельная плотность энергии сопоставима с лучшими образцами литий-ионных и никель-цинковых батарей существующих на рынке.

В соответствии с данными представленными в пресс-релизе, с помощью новой технологии радиус сигнала беспроводных устройств будет увеличен в 30 раз, либо в той же пропорции можно уменьшить размеры устройств. Но самое интересное, что зарядка подобной аккумуляторной батареи происходит в 1000 раз быстрее существующих аналогов.

В новых накопителях используются трехмерные аноды и катоды из пористого материала. В обычных батареях, используется катод из литиевой соли и графитовый анод двухмерной структуры. Для получения объемных электродов на стеклянной подложке создается базовая структура из полистерола, на которую электролитическим путем осаждается сплав никеля с оловом и диоксид марганца.

Данный подход позволяет на порядок увеличить полезную площадь катода и анода, в результате чего количество одновременно протекающих в пространстве химических реакций пропорционально увеличивается. На сегодняшний день ученые уже создали опытный образец микро-батареи размером не больше пуговицы.

Внедрение новых технологий позволит кардинально уменьшить размеры и вес мобильных устройств, например, создавать смартфоны толщиной с кредитную карту. Кроме того, новые аккумуляторы придут на замену суперконденсаторам при производстве лазеров и изделий медицинского назначения.

Tags: аккумуляторы