Графеновые батареи используют тепло окружающей среды
Экспериментальная батарея из графена, созданная гонконгскими учеными, по их заявлению, способна генерировать электрический ток, извлекая термическую энергию из раствора, в который она погружена. Этот результат был обнародован группой исследователей, возглавляемой Зихань Су (Zihan Xu) – сотрудником кафедры прикладной физики и Центра исследований материалов Политехнического университета Гонконга.
Ученые присоединили серебряный и медный электроды к пластине графена габаритами 7х7 мм, размещенной на кремниевой подложке. Эта конструкция, помещенная в разбавленный раствор хлорида меди (Cu Cl2), вырабатывала электричество – 0,35 В – в течение 25 дней. Шесть таких батарей, подключенных последовательно, смогли поддерживать функционирование светодиода. После месяца эксплуатации напряжение батареи снизилось примерно до 40 мВ.
В подготовленной ими статье Су с коллегами выдвинули гипотезу, что источником электричества служит кинетическая энергия ионов меди в растворе Cu Cl2, которой, по их мнению, оказывается достаточно, чтобы выбить высокомобильные свободные электроны из графеновой пластины.
Дальнейшие эксперименты косвенно подтвердили их предположения. Так, напряжение батареи повышалось при нагреве раствора и росте его концентрированности. Подобное же влияние оказывали ультразвуковые колебания, увеличивающие скорость ионов меди.
Ученые постарались в ходе ряда контрольных тестов исключить возможность того, что за генерирование электроэнергии отвечают химические реакции или какой-либо другой механизм. Тем не менее, их работа встречена со скептицизмом одним из коллег.
Ванлин Гуо (Wanlin Guo) из Нанкинского университета (Китай) заявил, что не смог повторить их результаты и добиться напряжения более 0,1 В. Ранее он оспорил аналогичные опыты, проведенные в 2011 г. Никилом Кораткаром (Nikhil Koratkar) в Rensselaer Polytechnic Institute (Нью-Йорк), объясняя их взаимодействием ионов с электродами, а не с графеном.
Тем не менее, если «графеновая батарея» все же использует движение ионов, а этот источник энергии является практически неисчерпаемым, то изобретение сулит весьма волнующие перспективы в таких областях, как экологически чистая возобновляемая энергия, «вечные» батарейки для питания имплантированных искусственных органов и портативной электроники.
