Bateria z nieograniczoną żywotnością? Tak, to możliwe!

Posted on 6 lipca, 2016  in Elektronika

bateria z nieograniczoną zywotnościąNaukowcom z University of California w Irvine udało się stworzyć litowo-jonowy akumulator, który można rozładować i ponownie naładować przez nieograniczoną ilość razy, nie wpływając jednocześnie na znaczące zmniejszenie jego żywotności. Jak to możliwe? Czy taki wynalazek ma szansę na wprowadzenie do masowej produkcji i jakie może być jego zastosowanie? Tego dowiecie się w niniejszym artykule.

Co to z wynalazek?

Zaprojektowana bateria to, jak już wspomnieliśmy, litowo-jonowy akumulator, który posiada wręcz nieograniczoną żywotność – można go bowiem ponownie ładować w nieskończoność bez poważnego umniejszenia jego pojemności. Wszystko to możliwe jest dzięki wykorzystaniu nanodrutów – cienkich, podłużnych drucików o średnicy zaledwie paru nanometrów (jeden nanometr to jedna milionowa milimetra) i ogromnej jak na tą skalę długości, dochodzącej nawet do kilkuset mikrometrów (jeden mikrometr to jedna tysięczna milimetra), czyli są około 10000 razy dłuższe niż ich średnica. Wykorzystywane są w produkcji baterii już od wielu lat, a przyczyna ich świetności tkwi nie tylko w mikroskopijnym rozmiarze, pond tysiąc razy mniejszym niż ludzki włos, ale przede wszystkim w doskonałym przewodzeniu elektryczności. Do tej pory problemem była jednak ich wytrzymałość. Materiał, z którego są zbudowane po pewnym czasie bowiem kruszy się, rozciąga i koroduje, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia pojemności baterii. Naukowcy zdecydowali się zatem wprowadzić do akumulatora nanodruty przygotowane z innego materiału. Zamiast standardowo wykorzystywanego litu wprowadzili oni nanodruty pokryte tlenkiem manganu, które zatopili w żelowym elektrolicie, mającym podobny skład co pleksiglas. Dzięki temu nastąpiła znaczna poprawa własności elastycznych i wytworzyła się powłoka ochronna, co przekłada się na zniwelowanie pękania i wydłuża żywotność baterii.

Zastosowanie

Odkładając na bok teoretyczne rozważania, warto zastanowić się nad praktycznym zastosowaniem tego spektakularnego wynalazku. Większość smartfonów, tabletów, laptopów i innych urządzeń elektronicznych pracuje dzięki obecności akumulatorów, zazwyczaj litowo-jonowych. Mają one jednak dwie zasadnicze wady – ograniczoną pojemność oraz malejąca wydajność – po pewnym czasie lit znajdujący się wewnątrz baterii koroduje i praca urządzeń zasilanych nimi jest coraz krótsza. Cykl rozładowania i ładowania dotychczas stosowanej baterii litowo-jonowej można powtórzyć od dwóch do około siedmiu tysięcy razy, zaś nowej baterii wyposażonej w nanodruty – ponad 200 tysięcy razy, przy jednoczesnym zmniejszeniu jej pojemności jedynie o 5%. Oznacza to, że jeżeli technologia ta trafiłaby do masowej produkcji to pozwoliłaby na zastosowanie baterii w urządzeniach, które miałyby 400-krotnie dłuższą żywotność niż aktualnie stosowane. Przykładowo, laptop wyposażony w taką baterię będzie więc służył nam dowolną ilość lat bez konieczności wymiany zasilającej go baterii na nową. A nawet jeśli zdecyduje my się kupić kolejny laptop, będziemy mogli nabyć go bez baterii i przełożyć do niego baterię z poprzedniego urządzenia. Należy jednak mieć na uwadze aspekty, które mogą utrudnić wprowadzenie akumulatora do masowej produkcji. Mowa o wysokich kosztach produkcji tego typu baterii. W projekcie wykorzystano złoto, co prawda w znikomej ilości, jednak wziąć pozostaje to drogi surowiec. Trwają więc poszukiwania innego metalu, który mógłby zastąpić złoto – o wynikach dowiemy się zapewne za kilka lat.

,