РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Если я заменю батарейки: От телефона до электромобиля

Исследователи из MIT обнаружили, что использование углеродных нанотрубок при изготовлении одного из электродов аккумулятора приводит к значительному (до 10 раз) увеличению мощности, которую можно получить при данном весе материала.

При получении материала для новых электродов ученые использовали метод послойного производства, при котором служащий основой материал поочередно погружается в растворы, содержащие углеродные нанотрубки, предварительно обработанные простыми органическими соединениями, сообщающими им положительный либо отрицательный результирующий заряд. При чередовании этих слоев, они прочно связываются между собой благодаря дополнительному заряду, создавая прочную и стабильную пленку.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Источники питания, подобные широко используемым в портативной электронике литий-ионным аккумуляторам, состоят из трех основных элементов: анода, катода и разделяющего их электролита, через который могут легко перемещаться заряженные частицы. Во время работы батареи положительные ионы лития движутся через электролит к катоду, создавая электрический ток. Когда аккумулятор заряжается, ток во внешней цепи побуждает эти ионы возвращаться на анод.

Электрод, состоящий из углеродных нанотрубок, имеет пористую структуру, которая способна «принимать» большее количество ионов благодаря своей развитой поверхности. Немалую роль в формировании подобной пористой структуры играет метод «электростатической самосборки». Он позволяет упорядочить нанотрубки, которые при обычных способах нанесения собираются в «пучки» и создают поверхности с гораздо меньшей площадью, открытой для протекания реакций.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Новый материал продемонстрировал свои преимущества при изготовлении как конденсаторов, способных выдавать большой заряд короткими «порциями», так и литий-ионных батарей, обеспечивающих относительно небольшую мощность в течение длительного промежутка времени. Удельная емкость таких конденсаторов в пять раз превышала обычную, а энергетическая плотность аккумуляторов возросла в 10 раз. Такой рекордный результат можно отнести на счет хорошей проводимости электрода из нового материала и эффективного хранения лития на развитой поверхности нанотрубок.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Кроме высокой выходной мощности, электроды из углеродных нанотрубок продемонстрировали хорошую стабильность: после 1000 циклов зарядки и разрядки аккумулятора не было обнаружено никаких изменений в его работе.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Созданные группой исследователей электроды имели толщину всего несколько микрон, а существенно улучшение характеристик аккумулятора достигалось только при высоких уровнях выходной мощности. В дальнейшем разработчики планируют достичь повышения производительности при более низких уровнях отдачи энергии и создать более толстые электроды. В существующем исполнении материал мог бы пригодиться для использования в портативных электронных устройствах, но если удастся добиться подобных результатов с электродами толщиной в несколько сотен микрон, в конечном итоге такие аккумуляторы могли бы послужить для более крупных потребителей энергии — например, гибридных автомобилей.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Хотя в данный момент углеродные нанотрубки выпускаются в ограниченном количестве, ряд компаний готовится начать их промышленное производство. Таким образом, создается возможность для крупномасштабного производства аккумуляторов с использованием новых материалов. И если предлагаемая технология выйдет из лаборатории на конвейер, она сможет дать начало новому поколению аккумуляторов.

Конечно, нанотрубки сейчас в ближайшем магазине не купишь. Чего нельзя сказать про сок или газировку. А именно они нужны, чтобы заработали «жидкие батарейки» автомобильчика Sony. Читайте об этом — «Покорми игрушку: И питье, и горючее».

ap6utp
ap6utp 21 Июня 2010, 21:06
согласен менять давно пора, но внедрение нанотрубок в промышленность и повседневный быт произойдет нераньше развития промышленного производства нанотрубок.
kochulorov_ilya
kochulorov_ilya 21 Июня 2010, 16:06
Если новые аккумуляторы с использованием углеродных нанотрубок и появятся на рынке в ближайшее время, то нынешние вытеснят не сразу - этак лет через 20
Тимофей Фурманов
Тимофей Фурманов 21 Июня 2010, 09:06
и только когда технология будет использоваться в промышленном масштабе она станет дешевой и в производстве :)
stalker-2012
stalker-2012 21 Июня 2010, 01:06
Давно пора что то менять, за последние 10 лет портативные устройства далеко продвинулись в техническом плане, чего нельзя сказать обих источниках питания.
Загрузка статьи...