Учёные из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне (США) во главе с Уильямом Кингом (William King) представили литиевые батареи с трёхмерной микроструктурой, обеспечивающей им скоростную зарядку и примерно в тысячу раз более быструю отдачу энергии, нежели у обычных аккумуляторов такого типа.
Структура новых батарей (иллюстрация Beckman Institute for Advanced Science and Technology).
Скорость заряда и отдачи — ключевая сложность, заставляющая гибридные автомобили нести сотни килограммов аккумуляторов. И брать их приходится больше необходимого минимума, потому что молниеносно получить всю запасённую в батареях энергию нельзя, а чтобы добиться приличной мощности на электромоторах, нужно располагать ёмкостью, в несколько раз превосходящей теоретически необходимую. Именно этот недостаток химических аккумуляторов заставляет некоторых автопроизводителей обращаться к суперконденсаторам, ёмкость которых на порядок ниже, зато скорость энергоотдачи намного больше.
Неприятно выглядит и обратная сторона медали — медленная зарядка литиевых накопителей. Когда электромобиль или гибрид тормозит, регенеративные системы скармливают часть энергии батареям, однако в них нельзя сразу зарядить необходимое количество ватт-часов, и оттого часть энергии теряется, что снижает дальность и энергоэффективность электрифицированных транспортных средств.
Что уж говорить о проблемах долгой зарядки у планшетов, телефонов и прочей бытовой электроники! А вот с новыми батареями нам обещают зарядку телефона от электросети за... секунду. Что ж, посмотрим, как это будет выглядеть в коммерческой реализации.
Столь феноменальные успехи новых батарей обусловлены такой структурой анода и катода, которая вместо двух обычных плоских поверхностей предполагает модульные катодно-анодные элементы микроскопических размеров, радикально повышающие площадь рабочей поверхности и скорость перемещения между ними заряженных частиц. И это при том же весе и внешних габаритах аккумулятора. Впрочем, эта, по сути, наноструктура имеет и серьёзную слабость: для неё пока нет отработанной в массовом производстве технологии, хотя авторы уверяют, что созданный ими техпроцесс будет недорогим — при условии серийного производства, конечно.
Источник science.compulenta.ru/745738
Новости
