Ученые создали батарею, которая заряжается за 20 секунд

Ученые создали батарею, которая заряжается за 20 секунд

Новый подход к устройству хранения энергии, которое работает на водном электролите, и может полностью зарядиться всего за 20 секунд, делает его идеальным для портативной электроники, которая часто нуждается в быстрой зарядке.

Хотя концепция не нова, в предыдущих попытках создавались устройства, которые страдали от низкой мощности и короткого срока службы.

Сегодня наша техника требует много энергии. Портативная батарея должна быть не только компактной, мощной, долговечной и быстро заряжаться, она также должна быть экологически устойчива. Ну и, желательно, не взрываться.

По этим и другим причинам устройства хранения энергии на водном электролите — те, которые содержат водные растворы, а не мешок токсичной или легковоспламеняющейся органической пасты, обратили на себя внимание в качестве безопасных и надежных вариантов.

Хотя они и являются менее огнеопасными, чем современные литиевые батареи, и, возможно, намного дешевле, но этот способ переносить электроны представляет серьезную проблему.

Работа клеток, которые составляют батарею, заключается в транспортировке электронов между двумя материалами. Водная основа больше ограничивает диапазон напряжения между двумя точками, чем другие методы, в результате чего быстрее разрушается анод.

Это приводит к короткой продолжительности жизни и небольшому количеству энергии — не совсем то, что нужно для надежной зарядки вашего смарт-устройства в течение дня.

Поэтому исследователи из Корейского передового института науки и техники (KAIST) внесли новое изменение в систему, изменив способ создания устройства, называемого гибридным конденсатором на водной основе (AHC).

Гибридные конденсаторы, по существу, представляют собой смесь батареи и конденсатора — с электродами, которые электрохимически хранят электростатическую зарядку. Добавление водного раствора ионов между ними может помочь переносить ток.

Ученые создали батарею, которая заряжается за 20 секунд

Используя полимеры на основе графена вместо более традиционных металлических проводников для анода и делая катод с распылением наночастиц оксида металла, исследователи смогли преодолеть недостатки предыдущих AHC.

Полоса крошечных углеродных волокон на аноде оказывается намного более эффективной при переносе электронов в водный раствор, что позволяет использовать батареи с плотностью мощности более чем в 100 раз по сравнению с предыдущими устройствами, сохраняя при этом емкость более 100 000 зарядов.

Тем не менее, новые аноды в сочетании с жидкими электролитами дают возможность заряжать батарею от нуля до 100% всего за 20 секунд зарядки.

«Эта экологически чистая технология широко применима и может быть легко изготовлена», — говорит химик Дженг Ку Канг (Jeung Ku Kang).

«В частности, высокая емкость и высокая стабильность по сравнению с существующими технологиями могут способствовать коммерциализации конденсаторов на водной основе».

Конечно, должно пройти какое-то время, прежде чем мы увидим, как подобные устройства перегоняют литиево-ионные батареи, ведь эти дешевые ячейки, которые могут безопасно справляться с экстремальными условиями, несомненно найдут место в будущих портативных технологиях.

Facepla.net по материалам: KAIST

FacePla.net = Хорошие новости экологии