Корнельский университет: зарядить аккумулятор за секунды или даже быстрее - это уже не мечта!

Во многих современных батареях используется аналогичная структура с двумя электродами Инь-Ян с непроводящей изоляцией. Однако теперь инженеры Корнельского университета разработали необычную новую структуру благодаря переплетенным вихрям и мгновенной зарядке. Новая технология, основанная на сложном наборе пористых форм - гироид 24 - ранее использовалась для создания графена, «двумерного чудо-материала».

Существует также ультратонкая углеродная пленка, хотя и не совсем такая, как графен, собранная с использованием процесса самосборки, называемого блок-сополимером.

24-сторонняя спираль на углеродной основе образует анод батареи, который содержит тысячи отверстий шириной около 40 нм каждое.

Поры покрываются разделительным слоем толщиной около 10 нанометров, затем добавляется серный катод, и последний зазор заполняется проводящим полимером, называемым PEDOT.

Каждая пора может накапливать и передавать энергию, как в миниатюрной батарее. Но за счет их рассредоточения по огромной площади поверхности спирохет плотность энергии новой структуры намного выше, чем у обычных батарей.

На практике это означает, что аккумулятор можно заряжать за секунды или даже быстрее, говорят исследователи. Ведущий исследователь Ульрих Визнер сказал:

Эта трехмерная структура практически исключает все объемные потери в оборудовании.

Что еще более важно, поле взаимопроникновения сокращается до наномасштаба, так что мы можем экспоненциально увеличивать плотность энергии.

Другими словами, вы можете получить энергию за меньшее время, чем обычный аккумулятор.

Тем не менее, новый дизайн не лишен недостатков. Когда аккумулятор заряжается и разряжается, сера расширяется, а часть PEDOT - нет. Последний со временем изнашивается. Визнер сказал:

Когда сера расширяется, эти крошечные полимеры разрываются в клочья. Когда он снова сжимается, он не может повторно подключиться. Это означает, что некоторые части 3D-батареи больше нельзя использовать.

В настоящее время команда работает над этим вопросом, пытаясь получить патент на доказательство концепции. Подробности этого исследования были опубликованы в недавно опубликованном журнале Energy and Environment Science.

Страница содержит содержимое машинного перевода.