Smartphony, tablety a další elektronická zařízení fungují na dobíjecí baterie, ale po tisících cyklech používání začnou baterie ztrácet schopnost udržovat nabití. Většina moderních baterií je lithiová, ale v průběhu času bude lithium uvnitř baterie korodovat.
Místo lithia vědci z Kalifornské univerzity použili Irvine k ukládání elektrického náboje zlaté nanodráty a bylo zjištěno, že systém, který vyvinuli, je lepší než tradiční lithiové baterie. Vydržel 200 000 nabíjecích cyklů bez výrazného zhoršení vlastností a známek koroze.
Stále však plně nechápou, proč se to děje. Původní myšlenkou experimentu bylo vyrobit tuhou elektrolytickou baterii, ve které se místo tekutého elektrolytu použije pasta z elektrolytu. Kapalné baterie, například lithiové, jsou vysoce hořlavé a citlivé na teplotu. Vědci experimentovali s použitím hustých vodivých past.
"Zahájili jsme cyklus dobíjení zařízení a pak jsme si uvědomili, že nezemře," uvedl vedoucí studie Reginald Penner. „Ale zatím nerozumíme mechanismu toho.“
Podle nové technologie se k výrobě baterií používá zlatý nanodrát, jehož velikost není tlustší než bakterie, pokrytá oxidem manganu a chráněna vrstvou elektrolytové pasty. Pasta interaguje s oxidovým povlakem, aby se zabránilo korozi. Čím delší je nanodrát, tím větší je povrchová plocha a tím více náboje pojme. Jiní vědci experimentovali s nanodráty po dlouhou dobu, ale na rozdíl od nich vědci z University of Irvine jako první navrhli použití ochranné pasty.
"Pasta dokáže mnohem víc, než jen držet dráty pohromadě." Zdá se, že oxid kovu je měkčí a odolnější proti praskání, “řekl Penner.
Tato technologie slibuje prodloužení životnosti baterie ve spotřební elektronice až 400krát, zatím však testovací platforma není skutečná baterie. Baterie mají anodu, kterou elektrický proud vstupuje do systému, a katodu, kterou vychází. Místo toho vědci spojili dvě katody dohromady, které se při nabíjení navzájem nahradily. Kontinuální cyklus výměny katod z něj činí ideální systém pro testování více dobití.
Penner říká, že je to jako nepřetržitý proces nalévání vody z jednoho šálku do druhého a zpět. Po několika stovkách nalévacích cyklů se část vody obvykle vylije, čímž se sníží „náboj“. Avšak Pennerův systém, když nalévá vodu mezi „šálky“200 tisíckrát, ztrácí jen asi 5 procent.
Propagační video:
I přes použití stopových množství zlata v tomto experimentu by to mohlo výrobu takových baterií stát nákladnou. Penner navrhuje, že místo zlata by mohl být použit běžnější kov, jako je nikl.
Sergey Lukavsky