Хотели бы вы иметь смартфон с аккумулятором, от которого можно «прикурить» автомобиль? И при этом, чтобы он заряжался на считанные секунды? Фантастика — скажете вы. Тем не менее, учёные из Университета Иллинойса опубликовали свою работу, которая дарит нам надежду увидеть такие супербатареи в будущем.
Это переворачивает представление о батареях. Она может выдать гораздо больше мощности, чем кто-либо может представить. В последние десятилетия электроника стала компактнее. «Думающие» части компьютеров так же стали меньше. А батареи — значительно отстают. Наша микротехнология может всё это изменить. Теперь источник питания такой же высокопроизводительный, как и всё остальное.
С современными источниками питания пользователю приходится выбирать между мощностью и ёмкостью. Для некоторых применений нужно большое количество энергии(например, при передаче радиосигнала на большие расстояния). Конденсаторы способны быстро её высвобождать, но при этом запасая её лишь в небольших количествах. Для других задач, вроде длительного прослушивания радио, нужна большая ёмкость источника, которую имеют, например, топливные элементы и батареи. Но они отдают электроэнергию довольно медленно.
Батареи, созданные командой под руководством Уильяма Кинга(William P. King), позволяют создавать бескомпромиссные аккумуляторы, выдающие высокую мощность и при этом обладающие высокой ёмкостью. Причем, с помощью несложной подстройки производственного процесса, возможно варьировать соотношение этих параметров.
Как известно, эффективность батареи напрямую зависит от площади поверхности её электродов. Команде удалось значительно её увеличить с помощью следующего технологического процесса. Сначала на стеклянную подложку наносится слой полистирола. Затем в эту структуру «вводится» электролитический никель, служащий основой будущих катодов, а шарики полистирола вытравливаются. На получившуюся губчатую поверхность гальваническим способом наносятся никель-олово — на анод и диоксид марганца — на катод. Вся суть процесса наглядно представлена на следующей иллюстрации:
В конечном итоге получается структура с огромной площадью поверхности, освобождая больше свободного пространства для протекания химических реакций.
Учёным удалось создать батарейку формата «microbattery». На графике ниже представлено её сравнение с обычной батарейкой Sony CR1620:
С такими батареями возможна, например, передача радиосигнала на расстояние в 30 раз большее, чем с обычными источниками питания или сокращение размера аккумулятора в 30 раз. Кроме того, батареи способны заряжаться в 1000 раз быстрее современных. Впечатляет, не правда ли?
В настоящий момент учёные работают над интеграцией своих батарей с другими электронными компонентами, а так же разрабатывают процесс производства, который позволит запустить их в серию по приемлемой цене.
http://habrahabr.ru/post/177037/
Жду критики от знатаков. Торетически проблем не вижу никаких и действительно получается очень полезный аккумулятор и мы вплотную приблизились к созданию аккумулятора для электромобиля с такой мощностью, чтобы электромобиль мог проехать минимум 500км на нём и при этом этот аккумулятор заряжался за 10-15 минут.
Комментарии
Мне одному в детстве рассказывали на радиокружке, почему бумажные конденсаторы можно пихать в розетку, а электролитические - совсем нельзя? И, вспоминая типоразмеры бочонков, припоминается также, что 1000 мкФ на 10 В был таких же габаритов, что и 20 мкФ на 250 В. Т.е. налицо некоторая зависимость - чем больше ёмкость, тем меньше допустимое напряжение.
коммент с хабры:
"А про скорость зарядки в 1000 раз быстрее не обязательно соврали, может они создали аккумулятор на 1 мАч? Не проблема же подать на него 1А."
Страницы