Германиевые нанопровода удвоили емкость литий-ионных аккумуляторов
Команда исследователей из Института материалов и поверхностей при Лимерикском университете (Ирландия), сообщает, что нашла способ удвоить электрическую емкость самых обычных литий-ионных аккумуляторов в два раза. Ключом к достижению стал анод, изготовленный из германиевых нанопроводов.
Классические литий-ионные батареи используют в качестве анода углеродную матрицу (хотя в последнее время популярность набирает кремний, увеличивающий емкость примерно на 20%). Группа ученых, возглавляемая Кевином Райаном (Dr. Kevin Ryan) решила заменить углерод на новый для АКБ материал — германий.
Первые тесты были неудачными – германий (твердый металл серо-белого цвета, с металлическим блеском) не выдерживал процесс зарядки, сильно расширялся и после всего нескольких циклов заряда-разряда полностью распадался, выводя из строя аккумулятор. Райан и его команда не стали отчаиваться и начали работать над решением проблемы.
Решение пришло из области «нанотехнологий». Исследователи изменили структуру цельного германия, изготовив анод из «нанопроводов», образующих пористую основу. Такой материал легко выдерживает циклы перезарядки, оставаясь в стабильном состоянии в процессе длительного использования АКБ.
Кевин Райан в лаборатории, где был разработан «германиевый» аккумулятор
Кроме того, пористый германий способен увеличить срок службы литий-ионного элемента, позволив перезаряжать аккумулятор до 1000 раз, тогда как сегодняшние батареи ограничиваются лишь несколькими сотнями циклов.
И на этом хорошие новости еще не кончаются – помимо увеличения емкости и срока службы аккумуляторов, анод из германиевых нанопроводов можно производить массово. Процесс конвейрного производства будет масштабируемым, стоить такие аноды будут мало, совсем небольшими будут и затраты энергии на изготовление батарей.
Разумеется, технология еще кристаллизуется в стенах лаборатории и речи о промышленной «штамповке» новых аккумуляторов пока не заходит. Тем не менее, перспективы у разработки хорошие и есть надежда, что уже в обозримом будущем автономная техника (от смартфонов до электрокаров) будет работать как минимум в два раза дольше, а срок ее службы заметно увеличится.
