Viedtālruņi, planšetdatori un citas elektroniskas ierīces darbojas ar uzlādējamām baterijām, taču pēc tūkstošiem lietošanas ciklu akumulatori sāk zaudēt spēju noturēt uzlādi. Lielākā daļa mūsdienu bateriju ir litijs, taču laika gaitā akumulatora iekšpusē esošais litijs korozēs.
Kalifornijas universitātes pētnieki litija vietā Irvine izmantoja zelta nanovadus, lai uzglabātu elektrisko lādiņu, un tika konstatēts, ka viņu izstrādātā sistēma ir pārāka par tradicionālajām litija baterijām. Tas izturēja 200 tūkstošus uzlādes ciklu bez būtiskas īpašību un korozijas pazīmju pasliktināšanās.
Tomēr viņi joprojām pilnībā nesaprot, kāpēc tas notiek. Sākotnējā eksperimenta ideja bija izveidot cietu elektrolīta akumulatoru, kurā šķidra elektrolīta vietā tiek izmantota elektrolīta pasta. Šķidrās baterijas, piemēram, litijs, ir viegli uzliesmojošas un jutīgas pret temperatūru. Pētnieki eksperimentēja, izmantojot biezas, vadošas pastas.
"Mēs sākām ierīces uzlādēšanas ciklu un tad sapratām, ka tā" nenomirs "," sacīja pētījuma vadītājs Reginalds Penners. "Bet līdz šim mēs nesaprotam tā mehānismu."
Saskaņā ar jauno tehnoloģiju, lai izveidotu baterijas, tiek izmantots zelta nanovads, kura izmērs nav biezāks par baktēriju, pārklāts ar mangāna oksīdu un aizsargāts ar elektrolītu pastas slāni. Pasta mijiedarbojas ar oksīda pārklājumu, lai novērstu koroziju. Jo garāks nanovads, jo lielāka ir virsmas platība un jo vairāk lādiņa tas spēj noturēt. Citi pētnieki jau ilgu laiku ir eksperimentējuši ar nanovadiem, taču atšķirībā no tiem Irvines universitātes zinātnieki pirmo reizi ierosināja izmantot aizsargmasku.
“Pasta dara daudz vairāk nekā tikai vadu turēšana kopā. Šķiet, ka tas padara metāla oksīdu mīkstāku un izturīgāku pret plaisāšanu,”sacīja Peners.
Šī tehnoloģija sola 400 reizes palielināt akumulatoru darbības laiku plaša patēriņa elektronikā, taču līdz šim testa platforma nav īsta baterija. Baterijām ir anods, caur kuru elektriskā strāva nonāk sistēmā, un katods, caur kuru tas iziet. Tā vietā zinātnieki sasēja kopā divus katodus, kas uzlādējot viens otru aizstāj. Nepārtrauktais katodu maiņas cikls padara to par ideālu sistēmu vairāku uzlādējumu pārbaudei.
Penners saka, ka tas ir kā nepārtraukts ūdens liešanas process no vienas tases otrā un atkal atpakaļ. Pēc vairākiem simtiem liešanas ciklu daļu ūdens parasti izlej, samazinot “lādiņu”. Bet Pennera sistēma, 200 tūkstošus reižu ielejot ūdeni starp "kausiem", zaudē tikai aptuveni 5 procentus.
Reklāmas video:
Neskatoties uz zelta nelielu daudzumu izmantošanu šajā eksperimentā, tas varētu padarīt dārgu šādu bateriju ražošanu. Penners ierosina, ka zelta vietā varētu izmantot biežāk sastopamu metālu, piemēram, niķeli.
Sergejs Lukavskis