Ученые из Корнеллского центра исследований материалов создали трехмерную батарейку с архитектурой из множества наноразмерных элементов, которая может полностью восстанавливать свой заряд за несколько секунд.
Идея изобретения состоит в том, что вместо анода и катода с обеих сторон непроводящего разделителя тысячи наноразмерных компонентов переплетаются в самоформирующейся трехмерной структуре, обеспечивая эффективное хранение и передачу энергии. Высокая продуктивность достигается за счет устранения потерь от «мертвого» объема устройства. Огромное количество элементов и их малый размер обеспечивают быстрый доступ к заряду.
На изображении схематически показана молекулярная структура. Анод (гироскопические тонкие пленки углерода) – серый цвет, разделитель (поры, покрытые электронно-изолирующим, но ионопроводящим материалом) — зеленый, катод (сера) — синий. Каждый элемент имеет размер около 20 нанометров.
По словам ученых, батарейка будет полностью заряжена за считанные секунды после подключения к сети. Однако пока еще технология совершенствуется, так как при расширении серы появляются разрывы мелких кусков полимера, которые затем не соединяются при сжатии. Эти нарушения постепенно приводят к снижению эффективности работы устройства. Команда патентует разработанную концепцию.
Напомним, что создан материал, который увеличит работу аккумуляторов в сто раз.
текст: Иван Маличенко, фото: Wiesner Group / Provided, Stock Snap