Технологии Представьте, что аккумулятор телефона может провести без подзарядки целую неделю после того, как был подключен к зарядному устройству всего лишь 15 минут. По мнению некоторых инженеров Северо-западного университета (США), это не фантастика. Они создали электроды для литий-ионных батарей, которые продлевают им жизнь в десять раз, заряжаясь в течение одной десятой части времени, которое обычно занимает процесс зарядки.
"Мы нашли способ продлить заряд новых литий-ионный батарей вдесятеро", - пишет Гарольд Х. Кунг (Harold H. Kung) в статье, опубликованной в журнале Advanced Energy Materials. По его словам, даже после 150 зарядов батареи все еще в пять раз более эффективные сегодняшних литий-ионных батарей.
В литий-ионных батареях наших устройств есть два основных недостатка: ограниченный потенциал энергии и медленная скорость перезарядки. Этот электрод способен устранить эти проблемы.
Когда устройство заряжается, ионы лития отправляются от одного в другой конец батареи - анод и катод. Когда все ионы дойдут до анода, стакан, так сказать, полон. Как только вы начинаете использовать устройство, ионы начинают стекаться обратно к катоду, пока аккумулятор не разрядится.
Поскольку анод может вместить один атом лития на каждые шесть атомов углерода, концентрация заряда батареи затруднена. Ученые пытались заменить углерод кремнием, поскольку он может вместить больше лития. Но кремний расширяется, а аккумулятор разряжается очень быстро из-за этого.
Кунг и его коллеги решили эту проблему, установив кремний между листами графена - одной из форм углерода. Он стабилизирует кремний и увеличивает количество ионов лития, способных передвигаться между двумя прослойками.
Ученые также ускорили скорость перезарядки, проткнув микроскопические отверстия в графеновых листах. Это дало ионам короткий вторичный путь к аноду, резко уменьшая время заряда в 10 раз.
Ожидается, что технология попадет на рынок в течение ближайших трех-пяти лет.
