Nova baterija mobilne uređaje puni u samo deset minuta

Grafen, nanocjevčice i silicij ubrzavaju učitavanje 16 puta

Litij-ionska baterija © Kristoferb / CC-by-sa 3.0
čitati naglas

Prazna baterija, nema vremena za punjenje? Kalifornijski znanstvenici razvili su novu bateriju koja može u potpunosti napuniti mobitel u samo deset minuta. U časopisu "Small", istraživači opisuju novu anodu koja omogućuje ovo napredovanje u bateriji: Sastoji se od grafena, nanocjevčica i silicija.

Najčešća tehnologija punjivih baterija su litij-ionske baterije. Međutim, oni dosežu svoje granice, posebno kod prijenosnih uređaja poput mobilnih telefona: baterije je teško minijaturisati jednakom snagom. Osim toga, oni su relativno teški, što je vidljivo i kod električnih automobila: akumulatora predstavljaju veliki dio ukupne težine vozila. Punjenje i pražnjenje baterija također traje svoje vrijeme, a pri velikom broju ciklusa punjenja pati i kapacitet baterije, Nije ni čudo što znanstvenici traže alternativne materijale i metode za poboljšanje litij-ionskih baterija.

Obećavajući kandidat je silicij kao dodatni materijal elektroda: litij-ionska baterija sa silicijumskom anodom umjesto uobičajene grafitne anode mogla bi imati više od 60 posto veću sposobnost punjenja. Međutim, težina bi imala samo oko dvije petine. Znanstvenici Wei Wang sa Kalifornijskog sveučilišta u Riversideu koriste ovaj materijal u svojoj novorazvijenoj bateriji. Također koriste i grafen „materijal čuda“.

Nano konus za munjevito brzo punjenje

Ovu novu bateriju karakterizira trodimenzionalna struktura površine anode: sastoji se od bakrene folije obložene grafenom i napunjena je stožcima napravljenim od ugljikovih nanocjevčica. Oni su zauzvrat isparili istraživače tankim slojem silicija. Rezultat je punjiva baterija koja ostaje stabilna čak i tijekom vrlo brzog ciklusa punjenja i pražnjenja. Vrijeme punjenja je oko 16 puta brže nego kod uobičajenih baterija.

Prema Wang-u, postoje dva razloga brzog naboja: Prvo, nanocjevčice se gotovo bešavno integriraju u grafen anode. Kao rezultat toga, električni naboj može se prenijeti i proslijediti vrlo brzo. Pored toga, nanokonuse formiraju kanale u koje prodire okolna tekućina elektrolita. Tako se dodatno ubrzava razmjena elektrona između elektrolita i anode. prikaz

(Small, 2014; doi: 10.1002 / smll.201400088)

(Kalifornijsko sveučilište, Riverside, 11. lipnja 2014. - AKR)