Дерево делает батареи более долговечными

20 июня 2013 г., 17:36

Древесные волокна способны удерживать значительное количество воды, богатой минеральными веществами. Это качество, по мнению ученых из Университета Мэриленда, делает дерево идеальным материалом для хранения электролитов в качестве активного элемента эффективной аккумуляторной батареи. Компоненты новых элементов питания, протестированные в лабораториях университета, в тысячу раз тоньше бумажного листа и используют натрий вместо лития, что делает их более безопасными для окружающей среды.

Традиционные электроды с трудом противостоят разрушению из-за попеременного расширения-сжатия при зарядке и использовании батарей. Натрий-ионные элементы на древесных волокнах, как было установлено, выдерживают свыше 400 циклов перезарядки, что позиционирует их среди самых долгоживущих нанобатарей.

В экспериментах, после сотен циклов перезарядки, на поверхности дерева формировались складки, но само оно сохраняло целостность. Компьютерное моделирование показало, что такие складки эффективно ослабляют напряжения, возникающие в процессе эксплуатации батареи, увеличивая ее долговечность.

«Пропускание ионов натрия сквозь оловянный анод часто ослабляет сцепление олова с материалом основы, — поясняет ведущий автор статьи в NanoLetters, Хунли Чжу (Hongli Zhu). — Но древесные волокна достаточно мягки, чтобы служить механическим буфером, компенсирующим изменения объема олова. Это ключ к созданию натрий-ионных батарей с продолжительным сроком эксплуатации».