Smartphone-urile, tabletele și alte dispozitive electronice rulează pe baterii reîncărcabile, dar după mii de cicluri de utilizare, bateriile încep să-și piardă capacitatea de a încărca. Cele mai multe baterii moderne sunt litiu, dar în timp litiul din interiorul bateriei se va coroda.
În loc de litiu, cercetătorii de la Universitatea din California, Irvine au folosit nanofire de aur pentru a stoca încărcătura electrică, iar sistemul pe care l-au dezvoltat sa dovedit a fi superior bateriilor tradiționale cu litiu. A rezistat la 200.000 de cicluri de reîncărcare fără deteriorări semnificative ale proprietăților și semnelor de coroziune.
Cu toate acestea, ei încă nu înțeleg pe deplin de ce se întâmplă acest lucru. Ideea inițială a experimentului a fost de a realiza o baterie solidă de electroliți, în care se folosește o pastă de electroliți în locul unui electrolit lichid. Bateriile lichide, cum ar fi litiu, sunt foarte inflamabile și sensibile la temperatură. Cercetătorii au experimentat utilizarea pastelor groase și conductoare.
„Am început un ciclu de reîncărcare a dispozitivului și apoi ne-am dat seama că nu avea să„ moară”, a spus liderul studiului, Reginald Penner. „Dar până acum nu înțelegem mecanismul acestui lucru”.
Conform noii tehnologii, pentru a crea baterii, se folosește un nanofir de aur, dimensiunea nu este mai groasă decât o bacterie, acoperită cu oxid de mangan și protejată de un strat de pastă de electroliți. Pasta interacționează cu acoperirea cu oxid pentru a preveni coroziunea. Cu cât nanofirul este mai lung, cu atât suprafața este mai mare și cu atât poate încărca mai mult. Alți cercetători au experimentat mult timp cu nanofile, dar spre deosebire de aceștia, oamenii de știință de la Universitatea din Irvine au propus mai întâi utilizarea unei paste de protecție.
„Pasta face mult mai mult decât să țină firele împreună. Se pare că face oxidul metalic mai moale și mai rezistent la fisurare”, a spus Penner.
Această tehnologie promite să crească durata de viață a bateriei în electronica de consum de 400 de ori, dar până acum platforma de testare nu este o baterie reală. Bateriile au un anod prin care intră curent electric în sistem și un catod prin care iese. În schimb, oamenii de știință au legat doi catoduri împreună, care se înlocuiesc reciproc la încărcare. Ciclul continuu de schimbare a catodilor face sistemul ideal pentru testarea reîncărcărilor multiple.
Penner spune că este ca un proces continuu de turnare a apei dintr-o ceașcă în alta și înapoi. După câteva sute de cicluri de turnare, o parte din apă este turnată de obicei, reducând „sarcina”. Însă sistemul Penner, când toarnă apă între „cupe” de 200 de mii de ori, pierde doar aproximativ 5 la sută.
Video promotional:
În ciuda utilizării unor cantități neglijabile de aur în acest experiment, acest lucru ar putea scumpi producția de astfel de baterii. Penner sugerează că un metal mai obișnuit, cum ar fi nichelul, ar putea fi folosit în loc de aur.
Serghei Lukavsky
