Išmanieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai ir kiti elektroniniai prietaisai veikia su įkraunamomis baterijomis, tačiau po kelių tūkstančių naudojimo ciklų baterijos pradeda nebepakelti įkrovos. Dauguma šiuolaikinių baterijų yra ličio, tačiau laikui bėgant baterijos viduje esantis ličio korozija.
Kalifornijos universiteto tyrėjai Irvine vietoj ličio naudojo auksinius nanovielius elektros krūviui laikyti, o jų sukurta sistema buvo pranašesnė už tradicines ličio baterijas. Jis atlaikė 200 000 įkrovimo ciklų, reikšmingai nepablogėjęs savybių ir korozijos požymių.
Tačiau jie vis dar ne iki galo supranta, kodėl taip vyksta. Pradinė eksperimento idėja buvo pagaminti kietą elektrolito akumuliatorių, kuriame vietoj skysto elektrolito būtų naudojama elektrolito pasta. Skystos baterijos, tokios kaip ličio, yra labai degios ir jautrios temperatūrai. Mokslininkai eksperimentavo naudodami storas, laidžiąsias pastas.
„Mes pradėjome prietaiso įkrovimo ciklą ir supratome, kad jis„ nenumirs “, - sakė tyrimo vadovas Reginaldas Penneris. - Bet kol kas mes nesuprantame to mechanizmo “.
Pagal naują technologiją baterijoms kurti naudojamas auksinis nanovielis, kurio dydis nėra storesnis už bakteriją, padengtą mangano oksidu ir apsaugotas elektrolitų pastos sluoksniu. Pasta sąveikauja su oksido danga, kad būtų išvengta korozijos. Kuo ilgesnis nanovielis, tuo didesnis paviršiaus plotas ir tuo daugiau krūvio jis gali išlaikyti. Kiti tyrėjai ilgą laiką eksperimentavo su nanovielėmis, tačiau, skirtingai nei jie, Irvine universiteto mokslininkai pirmą kartą pasiūlė naudoti apsauginę pastą.
„Pasta daro daug daugiau, nei tik laiko laidus kartu. Panašu, kad metalo oksidas tampa minkštesnis ir atsparesnis įtrūkimams “, - sakė Penneris.
Ši technologija žada 400 kartų pailginti buitinės elektronikos baterijų veikimo laiką, tačiau kol kas bandymų platforma nėra tikra baterija. Baterijos turi anodą, per kurį elektros srovė patenka į sistemą, ir katodą, per kurį išeina. Vietoj to, mokslininkai sujungė du katodus, kurie kraunant vienas kitą pakeičia. Nuolatinis katodų keitimo ciklas yra ideali sistema daugkartiniams įkrovimams tikrinti.
Penneris sako, kad tai tarsi nenutrūkstamas vandens pilimo procesas iš vieno puodelio į kitą ir vėl atgal. Po kelių šimtų pilstymo ciklų dalis vandens paprastai išpilama, sumažinant „krūvį“. Tačiau Pennerio sistema, pildama vandenį tarp „puodelių“200 tūkstančių kartų, praranda tik apie 5 proc.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Nepaisant to, kad šiame eksperimente buvo naudojamas nereikšmingas aukso kiekis, tai gali branginti tokių baterijų gamybą. Penneris siūlo, kad vietoj aukso galėtų būti naudojamas labiau paplitęs metalas, pavyzdžiui, nikelis.
Sergejus Lukavskis