Найден электродный материал для «вечных» батарей

В Калифорнийском университете (UC Irvine) из нанопроводов сконструировали электродный материал для батарей, которые можно будет перезаряжать сотни тысяч раз. Это изобретение может привести к появлению аккумуляторов, которые не будут требовать замены в течение всего срока эксплуатации питаемого ими оборудования — смартфонов, планшетов, электромобилей и космических аппаратов.

Нанопровода в тысячи раз тоньше человеческого волоса, имеют высокую электропроводность и обеспечивают большую площадь активной поверхности для хранения и переноса электронов. Но в типичной литий-ионной батарее, в ходе повторяющихся циклов зарядки-разрядки, такие волокна увеличиваются в объёме, становятся хрупкими и разрушаются.

Исследователи из UC Irvine нашли как бороться с этим недостатком. Они покрыли золотой нанопровод оболочкой из двуокиси магния и заключили его в тонкий слой гелевого электролита, напоминающего органическое стекло.

Такая сборка прошла трехмесячную программу испытаний, причём, даже после 200 тыс. циклов перезарядки ученые не смогли обнаружить никаких признаков снижения емкости или обрыва нанопровода.

В статье, вышедшей в журнале Energy Letters авторы открытия объясняют такую аномальную стабильность — до сих пор подобные электроды с трудом переживали, в лучшем случае, 6-7 тысяч циклов — воздействием геля на оксидное покрытие. По их предположениям, это придаёт оксиду пластичность, необходимую для того, чтобы без ущерба выдерживать циклические изменения объёма нанопровода.