Созданы рекордно мощные литиевые батарейки

Пористые анод (красный) и катод и движение электронов между ними в представлении художника.
Пористые анод (красный) и катод и движение электронов между ними в представлении художника.

Американские инженеры разработали литиевые микробатареи, которые по мощности и скорости зарядки могут сравниться с лучшими суперконденсаторами (ионисторами) и при этом сохраняют высокую емкость химических источников питания. Работа с описанием устройства опубликована в журнале Nature Communications, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Университета Иллинойса.

Микробатареи имеют сложную трехмерную структуру. Главные анод и катод соединяются подобно двум микроскопическим гребенкам на стеклянной подложке. При этом «зубья» этих «гребенок», имеют регулярную пористую структуру. Анод создан из сплава олова и никеля, а катод представляет собой марганцевую соль лития.

Сложная регулярная микроструктура позволяет реакциям на поверхности микробатарей проходить очень быстро. За счет этого достигается крайне высокая мощность (7.4 милливатт на квадратный сантиметр на микрометр толщины) и большая сила тока - в 2000 раз больше, чем у других химических батарей. По этому параметру такие батареи не уступают даже лучшим ионисторам, в которых вовсе не происходит химических реакций, а энергия запасается в виде напряженности электрического поля между обкладками суперконденсатора.

Существующие на сегодняшний день источники питания либо способны обеспечить высокую мощность и ток на короткое время, но не могут запасать много энергии (конденсаторы, ионисторы), либо обладают высокой энергетической емкостью, но не могут быстро «выдать» эту запасенную энергию (топливные элементы, химические батареи). Разработка авторов статьи направлена на то, чтобы соединить достоинства тех и других.

Литий-ионные батареи являются наиболее распространенным типом источника питания для современной электроники. Недавно их емкость удалось увеличить за счет использования на поверхности анода нанокристаллов, которые выступили в качестве губки для ионов лития.

Обсудить
Наука и техника00:00 5 августа

«Осужденным к расстрелу рубили головы топором»

Зачем Сталин устроил Большой террор и утопил страну в крови
Ростов в огне: в городе горят десятки домов
Крупнейший пожар последних лет глазами горожан
Тайсон с Матвеевской
Агрессивный москвич отомстил дворнику за жену, выбив зубы и откусив ухо
«Из двух детей один обязательно заболеет»
Стоит ли удалять органы у новорожденных, чтобы уберечь их от рака
Бесоизвержение
Поп-экзорцист на черном Land Cruiser заставляет православных трястись и кричать
С чем идут на дело в Америке
Рейтинг самых криминальных стволов США
Арам ПетросянКартонный террор
Бывший следователь по делу террориста Петросяна едва не стал его адвокатом
Место происшествияРезня в Сургуте: кто стоит за атакой на прохожих
Пострадали семь человек, нападавший убит
Роли исполняли: кто есть кто в «банде GTA»
Главное о беспощадных убийцах с большой дороги
Османский ответ
Турецкое оружие завоевывает мир
«Технари тусуются у левой колонки»
Полиция кормила посетителей фестиваля бульоном, но кто-то все равно умер
«Объявлен окончательный коммунизм»
2 важные старые книги: выбор Валентина Курбатова
«Изображать тупого иностранца и вести себя как дома»
Секрет датского счастья, или как выжить в Скандинавии: версия Майкла Бута
«После фон Триера не найти такие же рискованные роли»
Шарлотта Генсбур о «Призраках Исмаэля» и любви к провокационным проектам
Антон Прохоров«За бородой прячутся и политики, и банкиры»
Единожды оседлавший Harley-Davidson россиянин навсегда меняет ориентацию
«Охренеть! Тоже хочу!»
В чем разница между хорошими и плохими наколками
«Чо ты как баба?»
Дерзкое решение полового вопроса в тесте «Ленты.ру»
Танки и люрекс
Роль модников в крахе СССР