Ждём батареи нового типа и заряжаем телефон за секунды

Ученые из университета Центральной Флориды создали прототип батареи нового поколения на суперконденсаторах. Уникальный элемент питания работает не хуже нового даже после 30 000 циклов перезарядки. У распространённых li-ion батарей сейчас ресурсные показатели намного ниже. Плюс у них есть эффект старения, после 2 лет ёмкость аккумулятора уменьшается в среднем на 20%.

Исследования в этой области помогут создавать источники питания большой емкости, которые быстрее заряжаются и  работают в 20 раз дольше обычных li-ion батарей.

По словам ученых из UCF такая технология позволит зарядить мобильный телефон за секунды и использовать его неделю.

Круто, правда? Суперконденсаторы можно заряжать быстро благодаря тому, что энергия статически накапливается на поверхностях материала.  Химических процессов в таких источниках питания не происходит, а значит, они безопасны. Если такие источники энергии получат распространение, новостей о взрывах смартфонов просто не будет.

Для накапливания энергии требуется двумерный материал с большой площадью поверхности, на которой поместятся электроны. Большая часть ученых, работающих в этом направлении, использует в качестве двумерного материала Графен. Материал отличается высокой электрической и теплопроводностью при большой прочности.

Интеграция графена с другими материалами, используемыми в суперконденсаторах, стала настоящим вызовом для команды ученых. Решение нашли, команда Эрика Юнга из UCF обернула двумерный материал толщиной в несколько атомов вокруг высокопроводимой нанопроволоки.

Это позволило электронам быстро переходить от ядра к оболочке, где они и накапливаются. Такая технология позволила сделать батарею быстрозаряжаемой с высокой энергией и мощностью, при этом она проста в изготовлении. Теперь, по словам ученых, вопрос интеграции существующих и двумерных материалов решен.

На ранних этапах ученые не готовы к коммерциализации проекта, но технология выглядит многообещающе. Материалы, разработанные учеными, обходят все существующие аналоги для небольших электронных устройств по плотности энергии, мощности и циклической стабильности. Исследование провели для проверки самой концепции, сейчас же, при положительных результатах, команда ученых Эрика Юнга пытается запатентовать свой новый метод.

Если исследования продолжатся и начнется выпуск подобных элементов питания, это будет переворотом на рынке носимой электроники и не только. Использование такой технологии в домашних или промышленных электросистемах позволит снизить зависимость от ископаемых ресурсов.