Нанотрубки - материал для аккумуляторов будущего
В стремлении сделать мобильные устройства более компактными и функциональными крупные производители затрачивают миллионы долларов, оплачивая работу исследовательских комплексов и лабораторий. Одно из направлений, приближающее технологический прорыв – значительное уменьшение размеров и веса аккумуляторов посредством использования нанотехнологий.
В стремлении сделать мобильные устройства более компактными и функциональными крупные производители затрачивают миллионы долларов, оплачивая работу исследовательских комплексов и лабораторий. Одно из направлений, приближающее технологический прорыв – значительное уменьшение размеров и веса аккумуляторов посредством использования нанотехнологий.
По мнению исследователей Стэнфордского Университета США, будущее мобильных гаджетов за гибкими аккумуляторными батареями, производимыми с применением углеродных нанотрубок. Совершая звонок, разыскивая по GPS-навигации ближайший магазин покера или слушая музыку через миниатюрный флеш-плеер, пользователь чаще всего обращается сегодня к устройствам на литиевых (Li-ion или Li-pol) аккумуляторах. Вес и физический объем батарей играет при этом существенную роль – при их уменьшении устройства могли бы стать не только меньше и легче, но и приобрести определенную гибкость.
Разработки перезаряжаемого аккумулятора с минимальным весом, размером, увеличенной энергоемкостью и сроком службы (числом циклов перезарядки), ведутся учеными не первый год. Стэнфордские инженеры несколько опередили коллег и представили прототип новой сверхтонкой батареи. Интегрированный аккумулятор не толще обычной карты для игры в покер, а его основой является плотная бумага. На лист-карточку с двух сторон нанесена пленка с впаянными в нее углеродными нанотрубками и литием.
Слои металлосодержащего лития в данном случае служат электродами, нанотрубки выполняют роль токоприемников. В сравнении с создаваемыми ранее прототипами гибких батарей разработка инженеров Стэнфордского Университета наиболее энергоемкая и не ухудшает своих характеристик после трехсот циклов зарядки. При этом сверхтонкий аккумулятор, толщина которого составляет 300 мкм, легко потерять, к примеру, в колоде карт, входящих в обыкновенный покерный набор. Для сравнения, толщина стандартной офисной бумаги составляет около 100 мкм. Можно представить, насколько тонкими могут стать смартфоны, коммуникаторы и другие портативные гаджеты с аккумуляторами нового поколения.
Согласно расчетам ученых, первые аккумуляторные батареи на углеродных нанотрубках превзойдут все используемые сегодня модели как минимум в 10 раз. Это утверждение касается как емкости устройств, так и объема, веса, скорости перезарядки и долговечности работы. В дальнейших планах разработка аккумуляторных батарей для гибридных авто и электромобилей.