Американские ученые "воскресили" батарею, изобретенную Томасом Эдисоном более 100 лет назад


Hialiang Wang / Stanford University / R & D Magazine

Физики из Стэнфордского университета (США) усовершенствовали никель-железную батарею, изобретенную Томасом Эдисоном более ста лет назад, ускорив ее работу в тысячу раз при помощи графена и углеродных нанотрубок, сообщает РИА "Новости" со ссылкой на статью, опубликованную в журнале Nature Communications.

Как полагают исследователи, данные источники питания могут быть использованы для военных целей или в качестве вспомогательных аккумуляторов в автомобилях - быстрые разрядка и зарядка никель-железных батарей помогут ускорить движение при акселерации и запасти больше энергии при торможении.

Батарея Эдисона очень долговечна, но у нее есть несколько существенных недостатков. Такие устройства заряжаются в течение многих часов, и разряжаются примерно так же медленно.

"Мы ее сделали действительно быстрой, ускорив скорость заряда и разряда примерно в тысячу раз. Я надеюсь, что это "воскресит" данный тип аккумуляторов", - заявил руководитель группы исследователей Хун-цзе Дай.

Дай и его коллеги изучали, как меняются электрохимические свойства никель-железных аккумуляторов при добавлении в их состав различных веществ, ускоряющих миграцию электронов внутри источника питания. В качестве таких материалов физики избрали многослойные углеродные нанотрубки и графен - по сути, плоские и цилиндрические решетки из атомов углерода, великолепно проводящие электрический ток.

Ученые использовали листы графена и скопления нанотрубок в качестве основы, на которой выращивались кристаллы двух рабочих компонентов батареи - оксида железа и гидроксида никеля.

Ученые собрали рабочий прототип батареи на основе этой технологии и испытали его в деле, вставив источник питания в обычный карманный фонарик. По словам исследователей, небольшой источник питания поддерживал свет фонарика в течение 30 секунд до полной разрядки и был готов к повторному использованию после двух минут зарядки. И эта технология безусловно поддается "масштабированию", т.е. в одной батарее можно будет соединить множество таких аккумуляторов.

"Никель, железо и углерод - относительно дешевые материалы. Электролит - смесь воды и щелочи - также дешевы и безопасны. Данная батарейка не взорвется и не уничтожит вашу машину", - поясняет другой участник исследования Хайлян Ван.

Тем не менее, для реализации этих планов ученым предстоит решить ключевую проблему - быструю потерю емкости при циклах заряда и разряда. По расчетам ученых, их устройство теряет до 20% емкости после 800 циклов, чего явно недостаточно для использования подобных аккумуляторов в электромобилях и других устройствах.

facebook
LJ

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ