Исследователи из университета Иллинойса разработали технологию изготовления крошечных литий-ионных аккумуляторных батарей, характеристики которых заставят «нервно курить в сторонке» даже самые современные суперконденсаторы, которые, к тому же, имеют гораздо большие габариты. Использование объемной трехмерной конструкции электродов новых батарей позволило исследователям добиться возможности хранения большого электрического заряда в объеме небольшого пространства. Исследователи надеются, что разработка этих аккумуляторных батарей способна произвести целую революцию во многих областях, к примеру, в областях портативной электроники, радиосвязи и т.п.

«Любое решение в области производства аккумуляторных батарей является компромиссом» — рассказывает Джеймс Пикул (James Pikul), один из исследователей, принимавший участие в разработке новых батарей, — «Если вы хотите получить большую емкость, вы не сможете получить с этой батареи большие ток и мощность. Если вам нужен большой ток батареи, то очень трудно добиться высокой емкости. Но во многих современных устройствах требуются высокие значения обоих показателей, и это то, чем обладают наши новые аккумуляторные батареи. Разработка нами новых батарей является в области аккумулирования энергии чем-то вроде первого полета в космос для области космических исследований».

Джеймс Пикул и его команда добились потрясающих показателей новых аккумуляторных батарей благодаря использованию объемных микроструктур электродов этих батарей. Эта структура была разработана ранее группой профессора материаловедения Пола Брауна (Paul Braun) для создания катодов аккумуляторных батарей, которые способны полностью заряжаться за очень короткое время. Пикул и его коллеги разработали структуру анода будущей батареи и нашли достаточно простой и недорогой способ объединения двух компонентов на микроуровне, что привело к созданию малогабаритной аккумуляторной батареи с превосходными характеристиками.

Новые аккумуляторы могут заряжаться минимум в 1000 раз быстрее, нежели самые лучшие образцы современных литий-ионных аккумуляторных батарей. Это позволит заряжать батарею мобильного телефона, толщиной с кредитную карту, всего за секунду-две времени. Хвастаясь возможностями новых батарей, исследователи пишут: «Новые батареи имеют такую высокую емкость, что водитель может использовать батарею своего мобильного телефона для того, чтобы зарядить севший аккумулятор автомобиля до уровня, который позволит завести двигатель. При этом, в батарее останется еще достаточно энергии для того, чтобы телефон продолжил работать». В дополнение к бытовой электронике новые аккумуляторные батареи могут быть использованы для снабжения энергией медицинских устройств, лазеров, датчиков и других устройств, которые перейдут на качественно новый уровень, получив малогабаритный источник электричества очень большой емкости.

Но, как и в любой бочке меда, в этой технологии имеется своя ложка дегтя. И этой ложкой в данном случае является быстрая потеря емкости новой батареи в зависимости от количества циклов заряда-разрядки. Во время испытаний опытный образец батареи сохранил всего 64 процента от первоначальной емкости после 15 циклов заряда-разрядки, теряя около 5 процентов с каждым циклом. Помимо этого, в новой аккумуляторной батарее в качестве электролита используется горючий состав, что представляет собой большую проблему в деле безопасности некоторых критичных установок и приборов, работающих при экстремальных условиях окружающей среды.

Учитывая вышеперечисленные недостатки технологии, которые являются весьма существенными, не следует ожидать быстрого появления новых аккумуляторных батарей в электронике и других областях. Но этот шаг, которым является само создание подобных устройств аккумулирования энергии, является большим шагом вперед, а это, в свою очередь, позволяет надеяться, что появление малогабаритных источников электрической энергии большой емкости находится не за горами.

DailyTechInfo