Ученые создали батарею, которая заряжается за 20 секунд
Новый подход к устройству хранения энергии, которое работает на водном электролите, и может полностью зарядиться всего за 20 секунд, делает его идеальным для портативной электроники, которая часто нуждается в быстрой зарядке.
Хотя концепция не нова, в предыдущих попытках создавались устройства, которые страдали от низкой мощности и короткого срока службы.
Сегодня наша техника требует много энергии. Портативная батарея должна быть не только компактной, мощной, долговечной и быстро заряжаться, она также должна быть экологически устойчива. Ну и, желательно, не взрываться.
По этим и другим причинам устройства хранения энергии на водном электролите - те, которые содержат водные растворы, а не мешок токсичной или легковоспламеняющейся органической пасты, обратили на себя внимание в качестве безопасных и надежных вариантов.
Хотя они и являются менее огнеопасными, чем современные литиевые батареи, и, возможно, намного дешевле, но этот способ переносить электроны представляет серьезную проблему.
Работа клеток, которые составляют батарею, заключается в транспортировке электронов между двумя материалами. Водная основа больше ограничивает диапазон напряжения между двумя точками, чем другие методы, в результате чего быстрее разрушается анод.
Это приводит к короткой продолжительности жизни и небольшому количеству энергии - не совсем то, что нужно для надежной зарядки вашего смарт-устройства в течение дня.
Поэтому исследователи из Корейского передового института науки и техники (KAIST) внесли новое изменение в систему, изменив способ создания устройства, называемого гибридным конденсатором на водной основе (AHC).
Гибридные конденсаторы, по существу, представляют собой смесь батареи и конденсатора - с электродами, которые электрохимически хранят электростатическую зарядку. Добавление водного раствора ионов между ними может помочь переносить ток.
Используя полимеры на основе графена вместо более традиционных металлических проводников для анода и делая катод с распылением наночастиц оксида металла, исследователи смогли преодолеть недостатки предыдущих AHC.
Полоса крошечных углеродных волокон на аноде оказывается намного более эффективной при переносе электронов в водный раствор, что позволяет использовать батареи с плотностью мощности более чем в 100 раз по сравнению с предыдущими устройствами, сохраняя при этом емкость более 100 000 зарядов.
Тем не менее, новые аноды в сочетании с жидкими электролитами дают возможность заряжать батарею от нуля до 100% всего за 20 секунд зарядки.
«Эта экологически чистая технология широко применима и может быть легко изготовлена», - говорит химик Дженг Ку Канг (Jeung Ku Kang).
«В частности, высокая емкость и высокая стабильность по сравнению с существующими технологиями могут способствовать коммерциализации конденсаторов на водной основе».
Конечно, должно пройти какое-то время, прежде чем мы увидим, как подобные устройства перегоняют литиево-ионные батареи, ведь эти дешевые ячейки, которые могут безопасно справляться с экстремальными условиями, несомненно найдут место в будущих портативных технологиях.
Facepla.net по материалам: KAIST
- < Nissan будет восстанавливать старые батареи электроавтомобилей
- Ученые создали трибоэлектрический наногенератор из золота >
Комментарии: