Представете си батерия, която би могла да се зарежда десетилетия. Повече не се отървете от мобилните телефони заради намаляващ живот на батерията. Няма повече депа, пълни с литиево-йонни батерии.
Това е една крачка по-близо до реалността, благодарение на работата на изследователи от Калифорнийския университет в Ървайн.
Откритието, което може да доведе до ултра-дълготрайни батерии, се случи от serendipity. Екип от изследователи, ръководен от Реджиналд Пенър, председател на катедрата по химия на университета, изучаваше нанопроводници, мънички проводими проводници, които показват голямо обещание за използване в батерии. Проблемът е, че нанопроводите са крехки и обикновено започват да се чупят и да се напукват след определен брой цикли на зареждане.
Един ден Mya Le Thai, кандидат на докторите в лабораторията на Penner, реши за прищявка да превключи течния електролит, обграждащ сборката на nanowire, с версия на гел.
„Тя започна да циклира тези гелови кондензатори и тогава изненадахме“, спомня си Пенър. „Тя каза:„ това нещо измина 10 000 цикъла и все още продължава “. Тя се върна няколко дни по-късно и каза, че "се движи за 30 000 цикъла." Това продължаваше един месец. "
Екипът разбра, че има нещо специално на ръцете си. Въпреки че все още не са сигурни защо използването на гел електролит изглежда предпазва нанопроводите от разпадане, те имат хипотеза. Гелът, обяснява Пенър, е почти толкова дебел, колкото фъстъченото масло. Нанопроводите, които са стотици пъти по-тънки от човешката коса и са направени от манганов оксид, са 80 процента порести. С течение на времето гъстият гел бавно прониква в порите в нанопроводите и ги прави по-меки. Тази мекота намалява тяхната крехкост.
"След 5000 цикъла с нормална течност [нанопроводниците] започват да се разрушават", казва Пенър. „И тогава те започват да отпадат. Нищо от това не се случва в гела. "
В момента екипът работи за тестване на тази хипотеза. Ако е правилно, те ще продължат да експериментират с различни видове материали и гелове, за да видят какво работи най-добре. Ако работата се задържи, навитите с гел нанопроводници в крайна сметка могат да бъдат компонент в ултра-дълготрайните батерии. Вероятно това е няколко години по-надолу, казва Пенър, макар че той е изпращал обаждания от компании, заинтересовани от създаването на лабораторията му.
„Голямата картина е, че може да има много прост начин за стабилизиране на нанопроводници от типа, който сме изследвали“, казва Пенър. „Ако това се окаже като цяло вярно, това ще бъде голям напредък за общността.“
Тъй като повечето домакински електроники имат продължителност на живота, ограничена от фактори освен живота на батерията, батерията, която издържа десетилетие или две, може лесно да надживее устройството, което захранва.
"Ако можете да извадите 100 000 цикъла от литиево-йонна батерия, това може да означава, че никога няма да е необходимо да купувате два от тях", казва Пенър. "Говорим за живот от 20 години, може би дори по-дълъг от това."
