Představte si baterii, kterou byste mohli dobít po celá desetiletí. Už se životnost baterií už nezbavuje mobilních telefonů. Žádné další skládky naplněné lithium-iontovými bateriemi.
Je to o krok blíže realitě, a to díky práci vědců z University of California v Irvine.
Objev, který by mohl vést k ultralehkým bateriím, se stal serendipity. Tým vědců vedený Reginaldem Pennerem, předsedou katedry chemie univerzity, studoval nanowire, malé vodivé dráty, které ukazují velký příslib pro použití v bateriích. Problém je v tom, že nanovlákna jsou křehká a obecně se začínají rozpadat a praskat po určitém počtu nabíjecích cyklů.
Jednoho dne se Mya Le Thai, PhD kandidát v Pennerově laboratoři, rozhodla pro rozmaru, aby změnil kapalný elektrolyt obklopující nanowirovou sestavu gelovou verzí.
"Začala cyklovat tyto gelové kondenzátory, a to je, když máme překvapení, " vzpomíná Penner. "Řekla:" tato věc je na kole 10 000 cyklů a stále to jde. " O několik dní později se vrátila a řekla: „jezdí na kole 30 000 cyklů.“ To pokračovalo měsíc. “
Tým si uvědomil, že mají na rukou něco zvláštního. I když si stále nejsou jisti, proč se zdá, že použití gelového elektrolytu brání narušení nanočástic, mají hypotézu. Gel, vysvětluje Penner, je asi tak hustý jako arašídové máslo. Nanočástice, které jsou stokrát tenčí než lidské vlasy a jsou vyrobeny z oxidu manganu, jsou 80 procent porézní. V průběhu času hustý gel pomalu proniká do pórů v nanočásticích a činí je měkčími. Tato měkkost snižuje jejich křehkost.
"Po 5 000 cyklech s normální tekutinou se nanočástice rozpadají, " říká Penner. "A pak začnou padat." Nic z toho se v gelu neděje. “
Právě teď tým pracuje na testování této hypotézy. Pokud je to správné, budou pokračovat v experimentech s různými typy materiálů a gelů, aby zjistili, co funguje nejlépe. Pokud by práce trvala déle, gelově zabalené nanočástice by nakonec mohly být součástí ultra-dlouhotrvajících baterií. To je pravděpodobně několik let po silnici, říká Penner, ačkoli telefonoval od společností, které se zajímají o vytvoření jeho laboratoře.
"Velký obrázek je, že může existovat velmi jednoduchý způsob stabilizace nanočástic typu, který jsme studovali, " říká Penner. "Pokud se ukáže, že to je obecně pravda, bylo by to pro komunitu velkým pokrokem."
Protože většina domácí elektroniky má kromě životnosti baterie omezenou životnost, může baterie, která vydrží deset let nebo dvě, snadno přežít zařízení, které napájí.
"Pokud byste mohli dostat 100 000 cyklů z lithium-iontové baterie, mohlo by to znamenat, že už nikdy nebudete muset koupit dva, " říká Penner. "Mluvíme o celoživotní životnosti 20 let, možná ještě déle."
