Вчені вигадали швидкозарядні батарейки
Батарейки, які до того ж швидко віддають електричний заряд, можна буде використовувати в автомобілях з електричними двигунами і у гібридних авто, яким для прискорення потрібен великий електричний заряд, пише BBC.
Однак для того, щоб все це стало можливим, необхідно буде трохи змінити процес виробництва добре відомого стандартного матеріалу, з якого виробляються батарейки.
Іонні-літієві батарейки, які можна перезаряджати, частіше всього використовують у побутовій електроніці, наприклад в ноутбуках. Але на їхню підзарядку потрібно чимало часу.
Донедавна дослідники вважали, що існує межа швидкості, з якою літієві іони і електрони проходять крізь батарейку, утворюючи електрохімічний ланцюг.
Гербранд Седер разом з колегою з Массачусетського технологічного інституту за допомогою комп'ютерної симуляції створили модель руху іонів та електронів в одному з варіантів стандартного літієвого матеріалу - літієвому фосфаті заліза.
В результаті вчені помітили, що іони в ньому рухаються швидше.
"Якщо іони літію можуть рухатися так швидко, то проблема має бути в іншому", - сказав професор Седер.
За його словами, ця проблема, судячи з усього, полягає в тому, як саме іони проходять через матеріал. Вони проникають крізь малесенькі тунелі, які є на поверхні матеріалу.
Однак, як виявили дослідники, щоб пройти до цих тунелів, іони мають розміщуватися безпосередньо перед ними. В іншому випадку вони потрапити до них не можуть.
Тож вирішення проблеми - у створенні матеріалу таким чином, щоб у нього були "жолобки", які направлятимуть іони до входу в тунелі.
Наразі вчені вже створили прототип батарейки з використанням навої технології, і виявилося, що вона заряджається менше ніж за 20 секунд - у той час, яка батарейки з необробленого матеріалу заряджаються за 6 хвилин.
Матеріал, з якого зроблено більшість батарейок, створений зі сплаву літію та кобальту. Але літієвий фосфат заліза не схильний до перегріву, від якого часто страждають батарейки у ноутбуках та мп-3-плеєрах. При цьому виникає загроза займання.
Хоча літієвий фосфат заліза вельми дешевий, до цих пір його мало використовували, оскільки літієві кобальтові батарейки такої ж ваги можуть зберігати трохи більше заряду.
Але науковці встановили, що новий матеріал з часом не втрачає властивості до підзарядки, як це відбувається зі звичайними іонними-літієвими батарейками.
Тобто, у цьому випадку не потрібно використовувати більше матеріалу, щоб компенсувати поступове зниження властивості до підзарядки. А тому батарейки можуть бути меншими за розміром, легшими та перезаряджатися набагато швидше.
Крім того, оскільки при цьому стандартний процес виробництва батарейок майже не змінюється, професор Седер вважає, що новий матеріал для батарейок може з'явитися на ринку в найближчі два-три роки.