Ученые из Стэндфордского Университета (Stanford University), расположенного в Силиконовой Долине, запатентовали технологию, позволяющую в 10 раз увеличить емкость портативных аккумуляторов, используемых в телефонах, ноутбуках, плеерах и прочих гаджетах.
«Это не мелкое усовершенствование, это настоящий прорыв», — без ложной скромности заявил руководитель группы ученых профессор Йи Куи (Yi Cui). С его утверждением сложно спорить, учитывая тот факт, что мобильные телефоны, функционирующие сейчас в режиме ожидания 6 дней, с новым аккумулятором будут работоспособны (в этом же режиме) 60 дней без подзарядки.
Кремниевая нанопроволока до и после подзарядки
(снимки сделаны при одинаковом масштабе увеличения микроскопом)
Вполне вероятно, что такие батареи появятся уже в следующем году. Как утверждают ученые, нынешний уровень развития нанотехнологий уже допускает их производство.
Именно благодаря нанотехнологиям стало возможным появление этого изобретения. В стандартной литий-ионной батарее емкостные показатели напрямую зависят от количества лития, содержащегося в анодах, изготовленных из углерода. Кремниевые аноды способны «принять» гораздо больше лития, но они менее долговечны из-за склонности к разрушению. Дело в том, что при подзарядке кремниевые частицы (или пластины) значительно увеличиваются в объеме, поглощая положительно заряженные атомы лития и затем «усыхая» затем по мере эксплуатации аккумулятора. В конечном итоге, такие аноды начинают крошиться, резко ухудшая показатели работы батареи.
Стэндфордские ученые нашли путь, как преодолеть эту проблему. Для накопления лития они предложили использовать кремниевую нанопроволоку диаметром в 1/1000 толщины бумаги. При впитывании лития нанопроволока тоже увеличивается в диаметре (примерно в 4 раза), возвращаясь затем к своим обычным размерам, но без каких-либо последствий. Только в таком «нано-форм факторе» кремниевый анод устойчив к разрушению и способен к длительной эксплуатации.
Исследования возможности использования кремния в аккумуляторе длятся три года. Для выращивания кремниевой нанопроволоки ученые использовали субстрат из нержавеющей стали, обеспечивающей хорошую электрическую проводимость.
В настоящее время профессор Куи проводит переговоры по поводу практической реализации своего изобретения. Пока неясно, будет ли это вновь созданная фирма, или производством новых аккумуляторов займется кто-либо из известных производителей, но в реальности проекта Куи не сомневается.
- « оценка: 4.83 (155 чел.) » +
 
|
