Trwalsze baterie dzięki nanotechnologii

Nanotechnologia prowadzi nas do niesamowitych odkryć, również w obszarze magazynowania energii.

Dzięki nanotechnologii być może już niebawem nastąpi era urządzeń mobilnych gotowych do pracy przez kilkanaście godzin. To wszystko na jednym ładowaniu i to przy znacznym zmniejszeniu wagi i wymiarów ogniwa zasilającego. Wiele z prowadzonych obecnie badań skupia się na rozwoju technologii nanorurek węglowych (CNT).

Badania nad nowymi rodzajami baterii odbywają się na kilku różnych polach. Przykładowo badacze MIT próbują wykorzystać wirusy do stworzenia bardziej trwałych baterii niż obecne. Oprócz producentów sprzętu elektronicznego również koncerny motoryzacyjne są bardzo zainteresowane nowymi rodzajami baterii, gdyż dzięki temu mogłyby budować lżejsze samochody elektryczne i hybrydowe o większym zasięgu.

Według zespołu badaczy pod kierownictwem profesora Prabhakar Bandaru (w środku) z Univeristy of California w San Diego nanorurki węglowe wydają się być najlepszym sposobem do stworzenia wydajnych i trwałych akumulatorów nowej generacji. Profesor Bandaru oraz jego doktorant, Mark Hoefer, pracują nad dokładnym poznaniem struktur CNT. Zespół badaczy odkrył, że przez odpowiednie uszkodzenie (sic!) struktur CNT można otrzymać tzw. super kondensatory.

- Baterie mogą dysponować znacznymi pojemnościami, jednak naładowanie ich zajmuje sporo czasu. Z kolei kondensatory elektrostatyczne można naładować bardzo szybko, ale ich pojemność jest stosunkowo mała. Zalety obu tych elementów łączą super kondensatory – powiedział profesor Bandaru.

- Podczas badań nad zastosowaniem nanorurek węglowych, jako elektrod do sensorów chemicznych, odkryliśmy, że odpowiednio uszkodzone struktury CNT mogą być używane do akumulowania energii elektrycznej. Podczas testów okazało się, że jesteśmy w stanie stworzyć defekty naładowane ładunkiem elektrycznym, które mogą być wykorzystane do zwiększenia pojemności elektrycznej struktur CNT – powiedział doktorant Mark Hoefer.

Badaczom udało również odkryć się inne metody zwiększania lub zmniejszania pojemności elektrycznej uszkodzonych struktur CNT jak na przykład bombardowanie ich cząstkami argonu czy wodoru.

- Bardzo ważne jest dokładne kontrolowanie procesu bombardowania, ponieważ zbyt duża ilość defektów może pogorszyć przewodność elektryczną (…) Dobra przewodność elektryczna sprzyja sprawnemu transportowi ładunków elektrycznych oraz zwiększa gęstość prądu w tego typu strukturach – powiedział Bandaru

Choć badacze wiedzą, że do opracowania gotowych rozwiązań droga jeszcze daleka, to wierzą, że ich odkrycie doprowadzi w niedługiej przyszłości do stworzenia szybkoładujących się baterii o dużych pojemnościach. Co ciekawe, do badania struktur CNT zachęciła naukowców ich idealna struktura. Dopiero podczas badań okazało się, że lepsze efekty daje struktura o określonej liczbie defektów/błędów. 

Źródło: DailyTech.com